唾液腺GTP結合蛋白質の動態と細胞応答の連関性

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03454431
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 石田 甫 徳島大学, 歯学部, 教授 (70028364)
• 研究分担者: 天野 伊知郎 徳島大学, 歯学部, 助手 (20212566) ; 石川 康子 徳島大学, 歯学部, 助教授 (40144985)
• キーワード: 顎下腺 / イソプロテレノール / ムチン分泌 / アドレナリンβ-受容体 / GTP結合蛋白時 / Gi蛋白質のりん酸化 / ADP-リボシル化 / アデニル酸シクラーゼ

研究概要

細胞膜受容体とアデニル酸シクラーゼ系を介する細胞内情報伝達機構において細胞膜に存在するGTP結合蛋白質が共役因子として調節的役割を果たしている。しかし、このGTP結合蛋白質の動態と細胞応答との連関性については不明な点が多い。本研究は唾液腺GTP結合蛋白質の動態を腺分泌との関連において追究し、下記の成果を得た。
1.GTP結合蛋白質のADP-リボシル化能の変動と唾液分泌
ラット顎下腺切片をアドレナリンβ-作動薬であるイソプロテレノール(IPR)で10分間前処理すると、この切片からのIPRによるムチン分泌にDesensitizationがみられた。この際、GTP結合蛋白質とくにGi蛋白質のADP-リボシル化能が50%増強されることが認められた。
一方、ラット耳下腺切片をIPRで10分間前処理すると、この切片からのIPRによるアミラーゼ分泌に顎下腺からのムチン分泌の場合とは全く逆の現象であるSupersensitivityが認められた。この場合にはGi蛋白質のADP-リボシル化能の著しい低下が認められた。したがって、GTP結合蛋白質とくにGiの機能が腺分泌と密接に連関していることを明らかにした。
2.Gi蛋白質のりん酸化レベルと唾液分泌
ラット顎下腺あるいは耳下腺切片をオカダ酸で前処理して蛋白質脱りん酸化酵素活性を阻害すると、IPRの前処理による顎下腺からのムチン分泌のDesensitizationは消失し、また耳下腺からのアミラーゼ分泌のSupersensitizationは増強された。そして顎下腺や耳下腺で認められたGi蛋白質のADP-リボシル化能の変動は全く見られなかった。さらに、これらのGi蛋白質をc-AMP依存性プロテインキナーゼでりん酸化すると、この蛋白質のADP-リボシル化能は低下した。逆にこのGi蛋白質をアルカリホスファターゼで脱りん酸化するとこの蛋白質のADP-リボシル化能は増強した。
本研究によってGi蛋白質のりん酸化レベルの変動がADP-リボシル化能の調節を介して細胞機能の調節に重要な役割を果たしていることが明らかにされた。

研究成果

• [文献書誌] Yasuko Ishikawa: "Diunal variation of amylase secretion is coupled with alterations of β-adrenoceptors in the rat parotid gland." Research in Experimental Medicine. 192. 231-240 (1992)
• [文献書誌] Yasuko Ishikawa: "Age-dependent changes in the phosphorylation of nuclear proteins of submandibular glands in isoproterenol-treated nuclei." Mechanisms of Aging and Development. 70. 127-137 (1993)
• [文献書誌] Yasuko Ishikawa: "The effect of starvation on the diurnal variation of amylase secretion from rat parotid glands." Research in Experimental Medicine. 193. 255-262 (1993)
• [文献書誌] Ichiro Amano: "Activation by cyclic AMP of the dephosphorylation of nuclear non-histone acidic proteins of rat submandibular glands." Dentistry in Japan. 30. 48-55 (1993)
• [文献書誌] Ichiro Amano: "Dephosphorylation of nuclear non-histone proteins in submandibular glands of rats treated with isoproterenol." Research in Experimental Medicine. (in press). (1994)
• [文献書誌] Yasuko Ishikawa: "Mechanism of isoproterenol-induced heterologous desensitization of mucin secretion from rat submandibular glands:" Biochimica et Biophysica Acta. (in press). (1994)
• [文献書誌] Yasuko Ishikawa: "DENTAL OUTLOOK;Circadian rhythm and salivary glands(JAPANESE)" Ishiyaku Publishers,Inc., 17 (1992)
• [文献書誌] Hajime Ishida: "Dental Pharmacology;Drugs acting on the smooth muscle(JAPANESE)" Ishiyaku Publishers,Inc., 6 (1993)