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本研究は、細胞内で合成された低分子量GTP結合蛋白質の各分子量が、機能を発現すべき形質膜、ER、ゴルジ装置、分泌装置などの細胞内コンパートメントへ輸送・局在化されるメカニズムを明かにすることを目的としている。このためのモデルシステムとして、我々は分裂酵母(Schizosaccaromycespombe)を用いた。研究初年度においては、まずrasl蛋白質について生化学的解析を行った。その結果、他種生物のras蛋白質と異なり、GDPに対する結合定数がGTPに対するそれよりもかなり大きな値を示すことが明かになった。また、従来この蛋白質の精製は極めて困難であるとされていたが、その原因が蛋白質の表面吸着性に伴う不安定性に原因のあることを明かにした。また、分裂酵母から、G蛋白質を下流に持つレセプター蛋白に共通な膜貫通ドメイン構造をもつ新たな遺伝子pdh1を単離した。最終年度においては特に輸送・局在化のための重要なステップであるイソプレニル化メカニズムの解明に焦点を当てた。まず、ras蛋白質の翻訳後修飾に必要と思われるファルネシル転移酵素(FTase)の部分精製を行い、詳細な速度論的解析を行った。この解析には、初年度に開発した方法を用いた。イソプレニル化反応を触媒する酵素には、他に二種類のゲラニルゲラニル転移酵素が存在することが知られている。これら三種の酵素は基質蛋白質のC末端配列を認識するといわれているが、今回の解析から、分裂酵母のFTaseが示す基質特異性は、基質に対する親和性よりはむしろ反応速度定数の値そのものの差によることを明らかにした。この点については、今後さらに競合実験等により検証を進める予定である。また、FTaseは、一倍体、二倍体酵母、窒素飢餓、非飢餓条件下で発現レベルに変動は見られないことを明らかにした。
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