プロスタグランジンE受容体の精製とその性質に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63570125
• Research Institution: Osaka Bioscience Institute
• Principal Investigator: 伊藤 誠二 大阪バイオサイエンス研究所, 第4研究部, 副部長 (80201325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根岸 学 大阪バイオサイエンス研究所, 第4研究部, 研究員 (60201696)
• Keywords: プロスタグランジンE_2(PGE_2) / PGE受容体 / 牛副腎髄質 / G蛋白 / 細胞内Ca^<2+>濃度 / プロティンキナ-ゼC / カテコ-ルアミン遊離 / Na^+,H^+ーアンチポ-ト

Research Abstract

プロスタグランジン(PG)E受容体は、牛副腎髄質のクロマフィン細胞ではアデニレ-トシクラ-ゼ抑制とイノシト-ルリン脂質(PI)代謝系の両方にカップルしており、後者はPGE_2のクロマフィン細胞からのカテコ-ルアミン遊離に関与していることを明らかにしてきた。本年度はこの研究をさらにおしすすめ、(1)G蛋白を直接活性化するフッ化ナトリウムを用いて、PGE_2のPI代謝系とのカップルにG蛋白を介していること、(2)PI代謝の亢進は、ジアシルグリセロ-ルIP_3の2つのセカンドメッセンジャ-を産生し、前者はプロティンキナ-ゼC(PKC)の活性化、後者は細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)の上昇をひきおこす。[Ca^<2+>]i上昇は、細胞内Ca^<2+>ストアからの遊離と細胞外からのCa^<2+>の流入が関与し、後者はPGE_2のCa^<2+>チャンネルの活性化によること、(3)PGE_2のカテコ-ルアミン遊離作用がPI代謝系の2経路のうち、主としてPKCの活性化を介していること、(4)さらにPKCの活性化は細胞膜上のNa^+,H^+-アンチポ-トを活性化して、二次的に[Ca^<2+>]iを持続的に上昇させ、遊離を促進させることを明らかにした。63年度の実験計画に挙げたPGE受容体の性質とその情報伝達機構は、予想以上に進展し、カテコ-ルアミン遊離という細胞応答に至る過程まで詳細に解明できた。一方、64年度研究計画に従ってPGE_2ービオチン誘導体を合成して、ビオチンー受容体ーG蛋白複合体(HRG複合体)の精製を試みた。このビオチン誘導体はPGE_2より2オ-ダ-親和性が悪かった。HRG複合体を可溶化して、WGAカラム、アビジンカラムで精製した後、SDS電気泳動を行った。幅広いバンドが分子量10万前後に、シャ-プなバンドが4万前後に認められた。現在この蛋白バンドの同定を試みているがPGE受容体の蛋白含量が少ないため精製は困難である。今後、クロ-ニングなど他の手法を含めてPGE受容体の蛋白化学的性質を解明したい。

Research Products

• [Publications] M.Negishi,S.Ito,and O.Hayaishi: "Prostaglandin E Receptors in Bovine Adrenal Medulla Are Coupled to Adenylate Cyclase via Gi and to Phospoinositide Metabolism in a Pertussis Toxinーinsensitive Manner" Journal of Biological Chemistry. 264. 3916-3923 (1989)
• [Publications] S.Ito,M.Negishi,H.Hayashi,and O.Hayaishi: "The Role and New Action Mechanism of Prostaglandin E_2 in Neurotransmission" Annals of the New York Academy of Sciences. 559. 453-454 (1989)
• [Publications] T.Tanaka,H.Yokohama,M.Negishi,H.Hayashi,S.Ito,and O.Hayaishi: "Synergistic Effect of Prostagladin E_2 and Ouabain on Catecholamine Release From Cultured Bovine Adrenal Chromaffin Cells" Journal of Neurochemistry. 54. 86-95 (1990)
• [Publications] M.Negishi,S.Ito,and O.Hayaishi: "Involvement of Protein Kinase C in Prostaglandin E_2ーinduced Catecholamine Release from Cultured Bovine Adrenal Chromaffin Cells" The Journal of Biological Chemistry. 265. (1990)
• [Publications] S.Ito,M.Negishi,N.MochizukiーOda,H.Yokoyama,O.Hayaishi: "Sodium Fluoride Mimics the Effect of Prostaglandin E_2 on Catecholamine Release from Bovine Adrenal Chromaffin Cells" (1990)
• [Publications] S.Ito,M.Negishi,N.MochizukiーOda,K.Hori,K.Ozaki,A.Miyakawa,and O.Hayaishi: "Characterrization and Comparison of Prostaglandin E_2ー,Histamineー,and Nicotineーinduced Ca^<2+> Mobilization in Single Bovine Adrenal Chromaffin Cells by Digital Image Microscopy" (1990)
• [Publications] S.Ito,M.Negishi,H.Yokohama,T.Tanaka,H.Hayashi,T.Katada,M.Ui,and O.Hayaishi: "Enhancement of Catecholamine Release May Be Mediated by Prostaglandin E Receptorーstimulated Phosphoinositide Metabolism" B.Samuelsson,P.Y.ーK.Wong,and F.F.Sun,Raven Press, 4 (1989)
• [Publications] O.Hayaishi and S.Ito: "Prostaglandin and the brain(Physiology and pharmacology of transmembrane signalling)" T.Segawa,M.Endo,M.Ui and K.Kurihara Elsevier Science Publishers B.V,(Biomedical Division), 10 (1989)