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カルシウム/カルモデュリン依存性リン酸化酵素カスケードを介した遺伝子発現調節

研究課題

研究課題/領域番号 12680637
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能生物化学
研究機関香川医科大学

研究代表者

徳光 浩  香川医科大学, 医学部, 助教授 (20237077)

研究分担者 木村 芳滋  ヘリックス研究所, 第3研究部門, 研究員
小林 良二  香川医科大学, 医学部, 教授 (00020917)
村尾 孝児  香川医科大学, 医学部・附属病院, 助手 (20291982)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード細胞内カルシウ / カルモデュリン / CaM-KK / 細胞内情報伝達 / リン酸化酵素カスケード / CREB / 線虫 / CaM-キナーゼ / 細胞内カルシウム
研究概要

1)新しい細胞内カルシウム情報伝達系として見い出されたカルモデュリン依存性キナーゼカスケードは上流のカルモデュリン依存性キナーゼ活性化リン酸化酵素(CaM-KK)による標的下流カルモデュリン依存性キナーゼのリン酸化を介した活性化により成り立っている。ラットCaM-KKもカルモデュリン依存性キナーゼであり、そのカルモデュリン結合の立体構造をNMRを用いて明らかにしたところ、これまでに報告のあるカルモデュリン依存性キナーゼとはその結合方向性を逆にするものであった。本研究においては、この特徴的なカルモデュリン結合をこれまでに同定した線虫CaM-KKのカルモデュリン結合ペプチドとカルモデュリンとのX-線結晶構造解析により詳細に検討し哺乳動物CaM-KKと同様であることを見い出した。一方、ラットCaM-KKαは構造解析からも明らかなように、その活性発現にはカルモデュリン結合を必要とする。本研究においてCaM-KKの他のアイソフォームであるCaM-KKβがカルシウム/カルモデュリン非在下に高い活性を発現することを見い出した。CaM-KKαはその自己抑制領域に存在するlle441によりカルシウム/カルモデュリン非存在下には不活性状態に保たれているが、CaM-KKβはこの自己抑制機構が触媒領域のN-末端に存在する129番から151番のアミノ酸残基に由来する領域による阻害により生じることを明らかとした。
2)CRE-GFPを有するレポーター遺伝子を保持させた線虫を作成することに成功し、活性型線虫CaM-Klの導入に伴うGFP発現を線虫個体で観察することができ、線虫においてカルモデュリン依存性キナーゼカスケードがCREBを介した遺伝子発現調節に積極的に関与するこをin vivoにおいて明らかとした。またこのカルモデュリンキナーゼカスケード依存性のGFP発現は線虫CREBの遺伝子破壊された個体では見られなかった。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] 徳光 浩: "Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase"The Journal of Biological Chemistry. 275. 20090-20095 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 徳光 浩: "Differential Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase"Biochemistry. 40. 13925-13932 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 黒河博文: "Target-induced Conformational Adaptation of Calmodulin Revealed by the Crystal Structure of a Complex with Nematode Ca^<2+>/Calmodulin-pependent Protein Kinase Kinase"Journal of Molecular Biology. 312. 59-68 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Tokumitsu et al.: "Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase"The Journal of Biological Chemistry. 275. 20090-20095 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirofumi Korokawa et al.: "Target-induced Conformational Adaptation of Calmodulin Revealed by the Crystal Structure of a Complex with Nematode Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase Peptide"Jouranal of Molecular Biology. 312. 59-68 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Tokumitsu et al.: "Differential Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase Isoforms"Biochemistry. 40. 13925-13932 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokumitsu, H.: "Differential Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase"Biochemistry. 40・46. 13925-13932 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kurokawa, H.: "Target-induced Conformational Adaptation of Calmodulin Revealed by the Crystal Structure of a Complex with Nematode Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase"Journal of Molecular Biology. 312. 59-68 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 徳光浩,村松正明,伊倉光彦,小林良二: "Regulatory Mechanism of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase"The Journal of Biological Chemistry. 275・26. 20090-20095 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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