哺乳類平滑筋組織における蛋白質脱燐酸化過程の調節的役割の解明

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454136
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高井 章 名古屋大学, 医学部, 助教授 (50126869)
• 研究分担者: 徳納 博幸 名古屋大学, 医学部, 助手 (60155520) ; 富田 忠雄 名古屋大学, 医学部, 教授 (50078763)
• キーワード: 平滑筋 / プロテインホスファターゼ / オカダ酸 / 酵素阻害剤 / 蛋白質燐酸化

研究概要

第一年度は、具体的な実験課題の一つとして、プロテインフォスファターゼ(PrPase)阻害剤であるオカダ酸(OA)の健常平滑筋標本に対する収縮抑制作用の発生機序の解明に取組んだ。一般に平滑筋では、20kDaミオシン軽鎖(MLC)の燐酸化が張力発生の引金として重要な役割を果している。OAは、細胞膜を破壊した平滑筋skinned fibreでは、その酵素阻害作用から自然に予想されるように、MLC燐酸化上昇を伴う張力増強を起すが、健常な細胞膜をもつ標本に比較的低濃度を投与すると、逆に張力発生を強く不可逆的に抑制する。この抑制効果は、張力発生に抑制的に働く未知の蛋白質燐酸化過程の存在を示唆している点で非常に興味がもたれるわけである。まだ機序の解明までは至っていないが、次のような重要な知見が得られた。:(1)OA前処理で収縮性が減弱〜消失した平滑筋標本では、各種の収縮刺激に伴うMLCの燐酸化上昇も著しく減少する。(2)OA前処置は、標本中のMLCキナーゼ活性を有意に減少させる。また、(3)そのようにいったん減少したMLCキナーゼ活性は、組織抽出液を精製した2A型PrPaseで処理すると、部分的ながら有意に回復する。つまり、MLCキナーゼが別のキナーゼにより燐酸化を受け、それにより活性抑制を受ける可能性がある。この点は、現在さらに詳しく検討中である。
十数種類のOA誘導体を用い、OAのPrPase抑制に関する構造ー活性相関を調べた。その結果、OA分子内の特定の官能基が修飾ないし除去されると、PrPase抑制作用が著しく減弱ないし消去することがわかった。そのような誘導体のうちでも、2-oxo体などは、比較的おおくの試料を得ることが可能である。それらの誘導体をnegative controlとして用いれば、あるOAの効果が、PrPaseの抑制によるものか、何らかの非特異性の効果によるものであるかを判定することができる。これは応用上、きわめて有用であると思われる。

研究成果

• [文献書誌] TAKAI,A. et al.: "Estimation of the rate constants associated with the inhibitory effect of okadaic acid on type 2A protein phosphatase by time-course analysis" Biochemical Journal. 287. 101-106 (1992)
• [文献書誌] TAKAI,A. et al.: "Inhibitory effect of okadaic acid derivarives on protein phosphatases:a study on structure-affinity relationship." Biochemical Journal. 284. 539-544 (1992)
• [文献書誌] LU,D.J. et al.: "Modulation of newtrophil activation by okadaic acid,a protein phosphatase inhibitor." American Journal of Physiology. 262. C39-C49 (1992)
• [文献書誌] DOWNEY,G.P. et al.: "Phorbol ester-induced actin assembly in newtrophils:role of protein kinase C." Journal of Cell Biology. 116. 695-706 (1992)
• [文献書誌] TAKAI,A. et al.: "Inhitory effect of okadaic acid on the p-nitrophenyl phosphate phosphatase acitivity of protein phosphatases." Biochemical Journal. 275. 233-239 (1991)
• [文献書誌] WILSON,A.K. et al.: "Okadaic acid.a phosphatase inhibitor,decreases macrophage motility." American Journal of Physiology. 260. L105-L112 (1991)