受精卵の初期発生の分子機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 02808030
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物質生物化学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 大槻 健蔵 北里大学, 衛生学部, 助教授 (60124559)
• 研究分担者: 大石 正道 北里大学, 衛生学部, 助手 (40233027) ; 高尾 雅 北里大学, 衛生学部, 助手 (70216612)
• 研究期間 (年度): 1990 – 1991
• 研究課題ステータス: 完了 (1991年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1991年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1990年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 卵プロテインキナ-ゼ / DNA結合性キナ-ゼ / 特異リン酸化蛋白質 / DNA結合性蛋白質 / 初期発生 / DNA合成開始調節 / がん抑制遺伝子産物 / 特異リン酸化タンパク質 / 特異活性化因子 / 特異リン酸化ポリペプチド / リン酸化ポリペプチドの生理活性 / 転写調節

研究概要

I.カゼインキナ-ゼ(CKーII)の特異リン酸化ポリペプチド(p98)
CKーIIは,末受精卵より高塩濃度(1.5MKCl)で抽出される。この粗抽出液中のCKーIIは,DEAEーcellulose,Sephacryl S_<300>,HeparinーaffinityおよびMono Qカラムクロマトグラフィ-(HPLC)によって高純度に精製された。精製CKーIIによって特異的にリン酸化されるDNA結合性ポリペプチドを検索したところ,分子量98KDaのポリペプチド(p98)の存在が認められた。このp98は,CKーIIと複合体を形成しており,各種卵より1.5MKClで抽出された。Heparinーaffinityカラム後DNAーaffinityカラムクロマトグラフィ-によりp98は,CKーIIから分離された。精製p98は,(1)分子量98KDaのポリペプチドの4量体からなること,(2)ヒストンやプロタミンなどの塩基性ペリペプチド存在下でのみCKーIIによってリン酸化されること,(3)精子プロタミンが最も有効な活性化因子であること,(4)リン酸化p98はDNAから遊離し,DNA polymerase活性を著しく促進させることなどが明らかになった。これらの実験結果から,p98は受精直後精子プロタミンによって活性化されたCKーIIによって特異的にリン酸化されてDNA合成開始に重要な生理的役割を演じるものと考えられた。
II.p98の生理的役割
p98は,CKーIIおよび分子量約53KDaのポリペプチドと複合体を形成している。プロタミン存在下では,CKーIIはp98を特異的にリン酸化するのに対し,ヘパリン存在下ではp53のみをリン酸化する。あらかじめp53をリン酸化させておくとp98のリン酸化が抑制された。またがん抑制遺伝子産物(p53)の抗体によってp53が免疫実降することが明らかになった。これらの実験結果から,DNA合成開始反応の調節はp98とp53のCKーIIのリン酸化を介して行なわれていると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Kanekatsu,M.,Dohke,K.& Ohtsuki,K.: "Purification and characterization of three distinct protein kinases from Marchantia polymorpha." Plant Cell Physiol.32(2). 159-168 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shamsa,F.,Nagata,N.Oh-Ishi,M.& Ohtsuki,K.: "The in vitro effects of glycyrrhizin and the derivatives of glycyrrhetinic acid on the activity of cAMP-depedent protein kinase from Ehrlich ascites tumor cells" Tohoku J.Exp.Med.165. 305-318 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohtsuki,K.,Matsumoto,M.Saito,H.& Kato,T.: "Characterization of casein kinase II and p89 as an effective phosphate acceptor for the kinase in the eggs of sea ruchin" J.Biochemistry. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 松本 正浩,斉藤 準,大石 正道,大槻 健蔵: "ウニ未受精卵カゼインキナ-ゼII(CKーII)の酵素化学的特徴とその時異基質" 生化学(日本生化学会大会発表抄録集). 63(8). 749 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 斉藤 準,大槻 健蔵: "カイコが初期発生過程で認められるカゼインキナ-ゼII(CKーII)とその特異リン酸化polypeptideについて" 日本昆虫学(第51回学会抄録集). 51. 278 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Saito, H., Shinohara, C. & Ohtsuki, K.: "Characterization of basic polypeptide-activated protein kinase in the eggs of silk worm, Bombyx mori." Biochem. Biophys. Asta. 1035. 161-168 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanekatsu, M., Dohke, K. & Ohtsuki, K.: "Purification and characterization of three distinct protein kinases from Marchantia polymorpha." Plant Cell Physiol.32. 159-168 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shamusa, F., Nagata, N., Oh-Ishi, M. & Ohtsuki, K.: "The in vitro effects of glycyrrhizin on the activity of cAMP-independent protein kinase from Ehrlich ascites tumor cells." Tohoku J. Exp. Med.165. 305-318 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohtsuki, K., Matsumoto, M., Saito, H. & Kato, T.: "Characterization of casein kinase II and p98 as an effective phosphate acceptor of the kinase in the eggs of sea urchin." J. Biochem.(1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanekatsu M.,Dohke,K.& Ohtsuki K.: "Purification and characterization of three distinct protein kinase from marchantia polymorpha." Plant Cell Physiol.32(2). 159-168 (1991)
• [文献書誌] Shamsa F.,Nagata N.OhーIshi,M.& Ohtsuki K.: "The in vitro effects of glycyrrhizin and the derivatives of glycyrrhetinic acid on the activity of cAMPーdepedent protein kinase from Ehrlich ascites tumor cells" Tohoku J.Exp.Med.165. 305-318 (1991)
• [文献書誌] Ohtsuki K.,Matsumoto M.,Saito H.& Kato T.: "Characterization of casein kinase II and p89 as an effective phosphate acceptor for the kinase in the eggs of sea ruchin" J.Biochemistry. (1992)
• [文献書誌] 松本 正浩,斉藤 準,大石 正道,大槻 健蔵: "ウニ未受精卵カゼインキナ-ゼII(CKーII)の酵素化学的特徴とその特異基質" 生化学(日本生化学会大会発表抄録集). 63(8). 749 (1991)
• [文献書誌] 斉藤 準,大槻 健蔵: "カイコが初期発生過程で認められるカゼインキナ-ゼII(CKーII)とその特異リン酸化polypeptideについて" 日本昆虫学(第51回学会抄録集). 51. 72 (1991)
• [文献書誌] Saito,H.,Shinohara,S.and Ohtsuki,K.: "Characterization of a basic polypeptideーactivated protein kinase in the eggs of the silkworm,Bombyx mori" Biochim.Biophys.Acta. 1035. 161-168 (1990)
• [文献書誌] Takao,M.,Oikawa,A.and Yasui,A.: "Characterization of a superoxide dismutase gene from the archaebacterium Methanobacterium themoautophicum" Arch.Biochem.Biophys.283. 210-216 (1990)
• [文献書誌] Ohtsuki,K.,Shinohara,C.Matsumoto,Saito,H.andKoto,t: "The hyperstimulatory effect of protamine on protein phosphorylation by casein kinase II (CKーII) in the eggs of sea urchin in vitro" Biochem.Biophys.Res.Commun.(1991)