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本研究では、ラット脳内の種々のタンパク質リン酸化反応系に対するガングリオシドの作用を明らかにすると共に、ガングリオシドにより特異的に活性化されるタンパク質リン酸化酵素の精製を試みた。
ラット脳の膜画分にガングリオシドを添加して、タンパク質リン酸化反応を行わせたところ、多くのタンパク質のリン酸化は抑制されたが、分子量62Kのタンパク質を始め、数種のタンパク質についてリン酸化の促進が認められた。この作用はシアル酸含量の高いガングリオシドほど強く、調べた範囲ではG_<T1b>、G_<D1a>、G_<M1>の順で、最大活性化の半分を与える濃度はG_<T1b>の場合で30μg/mlであった。一方、asialoーG_<M1>やセレブロシドには同様の作用は認められず、リン脂質や遊離シアル酸も無効であった。同作用はまた、シナプトソ-ム画分で最も顕著に認められ、本リン酸化反応が情報伝達に関与する可能性が示唆された。
ガングリオシド依存性タンパク質リン酸化酵素をラット脳の膜画分から可溶化し、DE52カラムクロマトグラフィ-にかけたところ、2つの活性ピ-クに分離された。それぞれを更に、MonoQ及びSuperose12各カラムクロマトグラフィ-により精製した。分子量はゲル濾過法により、それぞれ17万及び24万と推定された。両酵素共、ガングリオシド存在下にのみ有意な活性を示し、Mg^<2+>を必要とした。Km値は、ATPに対してそれぞれ7.4μMおよび14μM、合成基質ケンプチドに対して20μg/mlおよび220μg/mlであった。また、ガングリオシドによる活性促進効果はKm値の変化によるものではなく、Vmax値の上昇によるものであった。
シナプトソ-ム画分においてガングリオシド存在下に著名なリン酸化が認められた62Kタンパク質について、2次元電気泳動法やペプチドマップ法等により分析を加えた結果、本リン酸化反応の生理的基質の一つがカルモジュリンキナ-ゼII型であることが示唆された。
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