| 研究課題/領域番号 |
02671056
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用薬理学・医療系薬学
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
福永 浩司 熊本大学, 医学部, 講師 (90136721)
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| 研究分担者 |
山川 孝 熊本大学, 医学部, 助手 (10230327)
宮本 英七 熊本大学, 医学部, 教授 (50109659)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| キーワード | カルモデュリン / プロテインキナ-ゼ / 小脳顆粒細胞 / 海馬 / NMDA受容体 / Longーterm potentiation / 微小管付随蛋白質 / 蛋白質燐酸化反応 |
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| 研究概要 |
神経伝達物質の微小管は、可逆的な重合と脱重合により、軸索流やシナプス機能を調節している。私達は、in vitroにおいてCa^<2+>/カルモデュリ依存性プロテインキナ-ゼII(CaMキナ-ゼII)が微小管付随蛋白質(タウ因子、MAP2)を燐酸化し、微小管の重合を抑制すること、この抑制は、脳より精製したプロテインフォスファタ-ゼで処理することにより除かれることを報告した。CaMキナ-ゼIIは脳神経細胞に高濃度存在し、神経伝達物質の生合成、放出を調節している。最近、海馬CA1領域のシナプス伝達長期増強(Longーterm potentiation、LTP)の発現に関与することが明らかとなった。従来の研究により、in vitroにおいて、Ca^<2+>/カルモデュリンによる活性化に伴い、酵素のN末端より286/287番目(α、βサブユニット)のスレオニンが自動燐酸化され、Ca^<2+>非依存型活性が上昇することが知られている。私達は今回、小脳顆粒細胞あるいは海馬神経細胞の初代培養系を用いて、CaMキナ-ゼIIのCa^<2+>非依存型活性の上昇を指標としてin vivoにおける本酵素の活性化機構について明らかにした。小脳顆粒細胞において、高K^+、Ca^<2+>イオノフォア、グルタミン酸受容体刺激により、Ca^<2+>非依存型活性が上昇した。この活性の上昇、酵素の286/287番目のスレオニンの自動燐酸化の程度と相関した。グルタミン酸の効果はNMDA受容体の拮抗薬で完全に抑制されることから、CaMキナ-ゼIIの活性化はNMDA受容体を介するものと考えられる。海馬神経細胞の培養系においても、同様のNMDA受容体を介するCaMキナ-ゼIIの活性化が見られた。同時に、標的蛋白質であるMAP2の燐酸化が上昇し、この効果もNMDA受容体拮抗薬により完全に阻害された。これらの結果は、CaMキナ-ゼIIが海馬CA1のLTPにおいてNMDA受容体の活性化に伴い活性化されること、また、樹状突起棘におけるCaMキナ-ゼIIの標的蛋白質の一つはMAP2であることが示唆された。さらに、LTPに発現におけるカルモデュリン依存性蛋白質燐酸化反応の生理的役割について追究する。
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