平滑筋の各種リン酸化酵素による制御機構

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454100
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 唐木 英明 東京大学, 農学部, 教授 (60011912)
• キーワード: 平滑筋 / 収縮蛋白系 / Ca^<2+>感受性 / リン酸化 / Cキナ-ゼ / ホルボ-ルエステル

研究概要

平滑筋の収縮は細胞内遊離([Ca^<2+>]_i)の増加に基づくミオシン軽鎖のリン酸化によって制御されていると考えられてきた。しかし、近年受容体作動薬による収縮が高濃度K^+収縮に比べてそのCa^<2+>感受性が高いことが明らかにされたが、その詳細は明らかにされていない。本研究では血管および気管平滑筋において、furaー2を用いた[Ca^<2+>]_i動態、ミオシンのリン酸化、スクンドファイバ-による収縮蛋白系等について詳細に検討し、それらの収縮機構について以下の点を明らかにした。
血管平滑筋および気管平滑筋の収縮機構は、1)[Ca^<2+>]_iの増加に依存したいわゆるミオシン軽鎖のリン酸化による制御機構に加えて、2)ミオシン軽鎖のリン酸化のCa^<2+>に対する感受性を増加させる機構と、3)ミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない収縮機構が存在することが示唆された。また、血管平滑筋におけるミオシン軽鎖のリン酸化のCa^<2+>感受性増加機構は、受容体作動薬によって異なること、3)のミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない収縮がアクチンとミオシンの相互作用によることを明らかにした。ホルボ-ルエステルや受容体作動薬による3)のミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない収縮は、α毒素処理スキンドファイバ-におけるCa^<2+>を含まない弛緩液中では認められないことから、この機構にも静止レベル以下のCa^<2+>によって制御されているものと考えられる。3)の機構としてはミオシン側からの制御機構ではなく、何等かのアクチン側からの制御機構による可能性が考えらるがその点についてはさらの検討しなくてはならない。受容体作動薬による2)および3)の機構は、Cキナ-ゼを活性化するホルボ-ルエステルによっても認められることからその機構にCキナ-ゼが関与する可能性が考えられたが、血管平滑筋においてホルボ-ルエステルを用いてCキナ-ゼをあらかじめダウンレギュレ-ションさせホルボ-ルエステルによるミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない収縮が生じない標本においても、受容体作動薬によるミオシン軽鎖のリン酸化に依存しない収縮は生じることから、2)および特に3)の機構にCキナ-ゼが関与するか杏かについては今後さらに検討しなくてはならない。

研究成果

• [文献書誌] K. Sato,M. Hori,H. Ozaki,H,TakanoーOhmuro,T. Tsuchiya,H. Sugi and H.Karaki.: "Myosin phosphorylationーindependent contraction induced by phorbol ester in vascular smooth muscle." J. Pharmacol. Exp. Ther.(1992)
• [文献書誌] M. Hori,K. Sato,K. Sakata,H. Ozaki,H. TakanoーOhmuro,T. Tsuchiya,H. Sugi and H. Karaki.: "Receptor agonists induced myosin phosphorylationーdependent and independent contractions in vascular smooth muscle." J. Pharmacol. Exp. Ther.(1992)
• [文献書誌] H. Ozaki,T. Ohyama,K. Sato and H. Karaki.: "Ca^<2+>-dependent and independent mechanisms of sustained contraction in vascular smooth muscle of rat aorta." Japan J. Pharmacol.52. 509-512 (1990)
• [文献書誌] H. Karaki(Ed.)Sperelakis and Kuriyama: "Ca^<2+>-regulation of vascular smooth msucle and release of endothelium -derived relaxing factor. In:Ion channels of vascular smooth muscle cells and endothelial cells." Elsevier Science Publishing company(New York), 19 (1992)