プロテインキナーゼCの時空間シグナリング機構(ターゲティング機構)の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470023
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 齋藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 規雄 広島大学, 大学院・医歯薬総合研究科, 教授 (70263407) ; 白井 康仁 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助教授 (60263399)
• Keywords: プロテインキナーゼC / ターゲティング / サブタイプ / GFP / 細胞死 / 遺伝子操作動物

Research Abstract

PKCの多彩な機能は、10種類以上のサブタイプが各々独自の機能を種々の細胞内で発揮するためと考えられているが、「どのサブタイプが、どこで」、「どのような機序で」、「どの細胞機能に」関与しているかは未だ明らかではない。我々は、GFP融合PKCを用いた検討により、PKCには種々に刺激に応じて異なる蛋白質へターゲットする機構(ターゲティング機構)があることも報告し、このターゲティング機構が神経可塑性においても重要であることを示唆してきた。本年度の研究において種々のPKCターゲティング機構における分子メカニズムについて解析した。
その結果、1)脂質メッセンジャーであるアラキドン酸およびセラミドはPKCepsilonおよびPKCdeltaのC1Bドメインに作用し、サブタイプ特異的にゴルジ体にトランスロケーションさせること、2)deltaPKCの細胞膜へのターゲティングにより細胞死が誘導されるが、その機構においてdeltaPKCの活性化は不要であること、3)siRNAにより種特異的にPKCサブタイプをノックダウンすることが可能となったこと、4)マクロファージによるドン食作用におけるPKCepsilonの作用について、報告した。これらの結果より、酵素の活性化とは関係なくPKCターゲティングが生理機能をもつこと、および、このPKCのターゲティングがPKCの多岐にわたる機能の分子基盤になっていることを示唆した。さらに、GFP標識した各PKCサブタイプを脳部位特異的、時期特異的に発現可能なトランスジェニックマウスを作成し、各脳部位でのPKCのターゲティングと電気生理現象の関連を解析を可能とした。生組織におけるPKCターゲティングは培養細胞において観察されたものと異なっていることから、PKCの機能を解明するためには、生組織を用いたより生理的な条件下でのPKCターゲティングの検討が必要であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Larsen他: "Role for PKC-ε in FcgR-mediated phagocytosis by RAW 264.7 cells."J. Cell Biol.. 159. 939-944 (2002)
• [Publications] Tada他: "The anti-dementia drug FK960 stimulates glial glutamate release via a PKA pathway."Mol Brain Res. 109. 63-68 (2002)
• [Publications] Saito, N他: "Activation Mechanisms of Protein Kinase C : Maturation, Catalytic Activation, and Targeting"J. Biochem.. 132. 663-668 (2002)
• [Publications] Shirai, Y他: "Protein Kinase Cγ (PKCγ) : Function of Neuron Specific Isotype"J. Biochem.. 132. 683-687 (2002)
• [Publications] Kohjima h他: "PAR3beta, a novel homologue of the cell polarity protein PAR_3, localizes to tight junctions."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 299. 641-646 (2002)
• [Publications] Irie, N他: "Subtype-and Species-specific knockdown of PKC using short interfering RNA (siRNA)."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 293. 738-743 (2002)
• [Publications] Irie, K.他: "Establishment of a binding assay for protein kinase C isozymes using synthetic C1 peptides and development of new medicinal leads with protein kinase C isozyme and C_1 isozyme and C_1 domain selectivity"Pharmacol. Therap.. 93. 271-281 (2002)
• [Publications] Zhang, X.他: "Over-Expression of NELL-1 Induces Premature Cranial Suture Fusion as seen in Craniosynostosis,"J. Clin. Invest.. 110. 861-870 (2002)
• [Publications] Goerke, A.他: "Induction of apoptosis by Protein Kinase C delta is independent of its kinase activity."J. Biol. Chem.. 277. 32054-32062 (2002)
• [Publications] Ohta, K.他: "L-trans-PDC enhances hippocampal neuronal activity by stimulating glial glutamate release independently of blocking transporters."Biophys. Biochem. Res. Commun.. 295. 376-381 (2002)
• [Publications] Tanimukai, S.他: "Nanomolar amyloid β protein activates a specific PKC isoform mediating phosphorylation of MARCKS in Neuro2A cells."NeuroReport. 13. 549-553 (2002)
• [Publications] Nishizaki, T.他: "A new neuromodulatory pathway with a glial contribution mediated via A2a adenosine receptors."Glia. 39. 133-147 (2002)
• [Publications] Kashiwagi, K.他: "Importance of C_1B domain for lipid messenger-induced targeting of PKC."J. Biol. Chem.. 277. 18037-18045 (2002)
• [Publications] Sakai, K.他: "The silencer activity of the novel human serotonin transporter linked polymorphic region."Neurosci. Lett.. 327. 13-16 (2002)
• [Publications] Saito, N.他: "The family of protein kinase C and membrane lipid mediators."J. Diab. Compl.,. 16. 1-5 (2002)
• [Publications] Sawano, A.他: "Multiple-colour fluorescence imaging Ca2+-calmodulin, protein kinase C, and their conflicting convergence on a shared target using novel epi-fluorescent microscopy."Biophys. J.. 82. 1076-1085 (2002)