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神経細胞での神経型NO合成酵素のリン酸化・脱リン酸化を介した活性調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13680841
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 神経化学・神経薬理学
研究機関香川医科大学

研究代表者

渡邊 泰男  香川医科大学, 医学部, 助教授 (10273228)

研究分担者 松原 守  日本オルガノン株式会社, 医薬研究所, 主任研究員 (90288481)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードカルシウム・カルモデュリン / 神経型一酸化窒素合成酵素 / カルモデュリンキナーゼ / リン酸化・脱リン酸化 / 虚血シグナル / 海馬神経細胞 / 構造生物学 / 神経型NO合成酵素 / CaMキナーゼ / リン酸部位特異的認識抗体 / 神経細胞 / リン酸化 / 脱リン酸化反応 / 活性制御
研究概要

本研究では共にカルモデュリン(CaM)受容蛋白である神経型NO合成酵素(nNOS)とCaM依存性リン酸化酵素II(CaMキナーゼII)とのダイナミックなクロストークを我々が創製したnNOSのリン酸化部位(Ser847)特異的認識抗体を用いて、細胞・組織・個体の生理・病態レベルで解析することを目的とし、以下の研究を行った。(1)nNOSの部位特異的脱リン酸化に関与する脱リン酸化酵素の同定:薬理学的手法(サイクロスポリンA、オカダ酸、カリクリンA、インヒビター2)を用いて、2Aタイプの脱リン酸化酵素が細胞内でのSer847リン酸化nNOSの主要脱リン酸化酵素であることを示唆した。(2)ラット脳の一過性虚血モデルを用いたnNOSとCaMキナーゼIIとのクロストークの解析:脳虚血のエピソードで海馬神経にて、このクロストークがnNOSのSer847リン酸化を介して存在し、虚血耐性に関与している可能性を示唆した。(3)CaM結合部位を含んだペプチドとCa2+/CaM複合体の結晶構造解析:MARCKS(myristoylated alanine-rich C kinase substrate)のCaM結合部位を含んだペプチドとCa2+/CaMとの結晶構造解析によって新規結合様式を見出した。このことは、nNOSのCaM結合による結合様式を通した活性化機構解明の鍵となる。今後の研究課題:今回の研究費では、虚血モデルを通して神経機能におけるCcaMキナーゼとNOのシグナルのクロストークを分子レベルで解明しようとしたものである。今後は現在までに得られた知見を更に発展させ、1、細胞内でのnNOSの当該リン酸化におけるpostsynaptic density-95などの機能分子の空間的局在の重要性の検討。2、新しいリン酸化を介した、nNOSの活性制御機構の解明。3、CaM結合によるnNOSの活性化メカニズムの構造生物学的アプローチを展開させたい。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] Komeima K.: "Dephosphorylation of nNOS at Ser847 by Protein Phosphatase 2A"FEBS Lett.. 497. 65-66 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osuka, K.: "Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase at Ser847 by CaM-KII in the Hippocampus of Rat Brain after Transient Forebrain Isehemia"J.Cerebr.Blood F.Met.. 22. 1098-1106 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe Y.: "Postsynaptic Density-95 promotes Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase II-mediated Ser847 Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase"Biochem.J.. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi N.: "Nef of HIV-1 interacts directly with calcium-bound calmodulin"Protein Sci.. 11. 529-537 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamauchi E.: "Crystal structure of a MARKS peptide containing the calmodulin-binding domain in complex with Ca2+-calmodulin"Nat.Struc.Biol.. 12. 226-231 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Komeima K. and Watanabe Y.: "Dephosphorylation of nNOS at Ser 847 by Protein Phosphatase 2A"FEBS Lett.. 497. 65-66 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osuka, K., Watanabe Y., Usuda N., Nakazawa A., Fukunaga K., Miyamoto E., Takayasu M., Tokuda M., and Yoshida J.: "Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase at Ser847 by CaM-KII in the Hippocampus of Rat Brain after Transient Forebrain Ischemia"J. Cerebr. Blood F. Met.. 22. 1098-1106 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe Y., Song T., Sugimoto K., Horii M., Araki N., Tokumitsu H., Tezuka T., Yamamoto T., and Tokuda M.: "Postsynaptic Density-95 promotes Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase II-mediated Ser847 Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase"Biochem. J.. in press.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, N., Matsubara M., Jinbo Y., Titani K., Izumi Y., and Matsushima N.: "Nef of HIV-1 interacts directly with calcium-bound calmodulin"Protein Sci.. 11. 529-537 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamauchi E., Nakatsu T., Matsubara M., Kato H., and Taniguchi H.: "Crystal structure of a MARKS peptide containing the calmodulin-binding domain in complex with Ca2+-calmodulin"Nat. Struc. Biol.. 3. 226-231 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Komeima K.: "Dephosphorylation of nNOS at Ser847 by Protein Phosphatase 2A"FBBS Lett.. 497. 65-66 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Osuka, K.: "Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase at Ser847 by CaM-KII in the Hippocampus of Rat Brain after Transient Forebrain Ischemia"J. Cerebr. Blood F. Met.. 22. 1098-1106 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe Y.: "Postsynaptic Density-95 promotes Calcium/Calmodulin-dependent Protein Kinase II-mediated Ser847 Phosphorylation of Neuronal Nitric-oxide Synthase"Biochem. J.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi N.: "Nef of HIV-1 interacts directly with calcium-bound calmodulin"Protein Sci.. 11. 529-537 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamauchi E.: "Crystal structure of a MARKS peptide containing the calmodulin-binding domain in complex with Ca2+-calmodulin"Nat. Struc. Biol.. 12. 226-231 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Komeima K.: "Dephosphory of nNOS at Ser847 by Protein Phosphatase 2A"FEBS Lett.. 497. 65-66 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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