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プロテインホスファターゼ2Aによる平滑筋化学‐力学変換調節のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 16K08500
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関首都大学東京

研究代表者

渡辺 賢  首都大学東京, 人間健康科学研究科, 教授 (60191798)

研究分担者 竹谷 浩介  岡山理科大学, 獣医学部, 講師 (20586862)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード平滑筋 / プロテインホスファターゼ / ミオシン軽鎖リン酸化 / アクチン ミオシン相互作用 / プロテインホスファターゼ2A / 収縮 / ミオシン / アクチン / フィラメント構造 / Caイオン感受性 / 収縮タンパク質 / プロテインホスファターゼ2A / スキンド標本 / ラッチ / x線回折 / ミオシンアクチン相互作用 / ラッチ機構
研究成果の概要

プロテインホスファターゼ2Aによる平滑筋収縮調節のメカニズムを解明するため、細胞膜を破壊した平滑筋標本を用いて、力学測定・微量タンパク質リン酸化測定を実施した。選択的PP2A阻害薬rubratoxin Aは標本Caイオン活性化張力及びミオシン軽鎖リン酸化を非可逆的に抑制した。ミオシン軽鎖キナーゼ活性見積もりから、ミオシン軽鎖リン酸化抑制にはミオシン軽鎖キナーゼ活性抑制が関与する可能性が示唆された。一方で、ミオシン軽鎖リン酸化に依存しないラッチ収縮モデルであるMgイオン活性化収縮張力もrubratoxin Aは一定程度抑制した。従ってPP2Aは平滑筋収縮系を複数過程で制御する事が考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、従来、平滑筋研究において専ら焦点があてられてきたrP(プロテインホスファターゼ)1に比べて情報量が圧倒的に少なかったPP2Aが、平滑筋収縮機構を活性化させることを世界に先駆けて解明した。特に、平滑筋収縮の主調整機構であるミオシン軽鎖リン酸化機構と、収縮反応の最下流であるミオシンーアクチン結合機構の双方を調節することから、PP2Aが平滑筋収縮のアクチベーターとして機能すると結論される。
従って、PP2A活性の人為的調節より血管攣縮等の平滑筋異常収縮を効果的に阻害できる可能性が示唆される。本研究の発展により新たな平滑筋異常収縮への治療戦略を構築したい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Accelerating effects of blebbistatin on relaxation process of cell membrane permeabilized trachea and taenia cecum from guinea pig2020

    • 著者名/発表者名
      Mihashi S, Ishida Y, Watanabe M.
    • 雑誌名

      Journal of Smooth Muscle Research

      巻: 56 号: 0 ページ: 19-28

    • DOI

      10.1540/jsmr.56.19

    • NAID

      130007836996

    • ISSN
      0916-8737, 1884-8796
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibitory effects of rubratoxin A, a potent inhibitor of protein phosphatase 2, on the Ca<sup>2+</sup>-dependent contraction of skinned carotid artery from guinea pig2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki NARAKI, Masaru WATANABE, Kousuke TAKEYA
    • 雑誌名

      Journal of Smooth Muscle Research

      巻: 55 号: 0 ページ: 14-22

    • DOI

      10.1540/jsmr.55.14

    • NAID

      130007634980

    • ISSN
      0916-8737, 1884-8796
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protein phosphatases 1 and 2A and their naturally occurring inhibitors: current topics in smooth muscle physiology and chemical biology2018

    • 著者名/発表者名
      Takai A, Eto M, Hirano K, Takaya K, Wakimoto T, Watanabe M
    • 雑誌名

      The Jounral of Physiological Sciences

      巻: 68 号: 2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s12576-017-0577-1

    • NAID

      40021443577

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Natural products induced disruption of actin polymerization modulate mechanical responses of skinned smooth muscle through various pathways.2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会(誌上開催)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of thick and thin filaments organization of smooth muscle contraction2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru WATANABE, Naoya NAKAHARA, Yukisato Ishida
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 選択的プロテインホスファターゼ2A阻害薬rubratoxinAはβエスシンスキンド平滑筋収縮の潜時を延長する2018

    • 著者名/発表者名
      楢木 康之, 渡辺 賢
    • 学会等名
      第60回日本平滑筋学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanisms of inhibitory effects of protein phosphatase 2A on smooth muscle contraction2017

    • 著者名/発表者名
      Masaru Watanabe, Kousuke Takeya
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(浜松市)
    • 年月日
      2017-03-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Rubratoxin A, a specific protein phosphatase 2A inhibitor, suppresses smooth muscle contraction through myosin light chain phosphorylation dependent and independent pathways2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Naraki Y, Takeya K
    • 学会等名
      The 3rd Japan-Taiwan Protein Phspatase Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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