神経伝達物質放出におけるCキナーゼとその主要基質タンパク質MARCKSの役割

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05260222
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 谷口 寿章 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 講師 (10257636)
• 研究分担者: 千谷 晃一 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (60179942)
• キーワード: リン酸化 / Cキナーゼ / リン酸化タンパク質 / SPキナーゼ / 質量分析法 / 神経伝達物質 / シナプス

研究概要

1.脳におけるCキナーゼの主要基質タンパク質であるMARCKS(myristoylated alanine-rich Ckinase substrate)の生理機能、及びリン酸化、ミリスチル化を含む翻訳後修飾の研究を質量分析法を主として用い行った。
2.MARCKSがCキナーゼによるリン酸化に応じて、シナプス小胞と可逆的に結合することを見出した。分子の中央付近にあるCキナーゼによるリン酸化部分が直接、酸性リン酸脂質との結合に関与していることを明らかにした。
3.エレクトロスプレー質量分析法を用い、精製したMARCKSの精密な分子量を測定したところ、主要な分子種以外に、約80ダルトン大きい、リン酸化型分子種を分離、観測することに成功した。
4.MARCKSをプロテアーゼ処理して得られたペプチドを質量分析法を用いて解析した結果、Cキナーゼによるリン酸化部分以外に、SPモチーフを持つ多くのリン酸化部位を発見した。これらのリン酸化には、MAPキナーゼや、cdk5などのcdc2様キナーゼが関与していると考えられ、Cキナーゼ系とMAPキナーゼ系の2つのシグナル伝達系が、基質タンパク質のレベルでも相互作用していることが示唆された。
5.今後は新たに見い出されたリン酸化がMARCKSの生理機能に及ぼす影響、関与しているキナーゼの同定などに重点を置いて、研究進める予定である。さらにGAP-43など他のCキナーゼの基質タンパク質について、質量分析法を応用した同様の解析を行っている。

研究成果

• [文献書誌] Manenti,S.et al.: "Demyristoylation of the Major Substrate of Protein KinaseC(MARCKS)by the Cytoplasmic Fraction of Brain Synaptosomes." J.Biol.Chem.(in press).
• [文献書誌] Oyama,F.et al.: "Down′s Syndrome:Upregulation of beta-Amyloid Protein Precursor and Tau mRNAs and Their Defective Coordination." J.Neurochem.(in press).
• [文献書誌] Morita,S.,et al.: "The 5′-Flanking Region of Human Dopamine beta-Hydroxylase Gene Promotes the Neuron Subtype-Specific Gene Expression in the Central Nervous System of Transgenic Mice." Mol.Brain Res.17. 239-244 (1993)
• [文献書誌] Morishima-Kawashima,M et al.: "Ubiquitin Targets tau in Paired Helical Filaments(PHF)." Neuron. 10. 1151-1160 (1993)
• [文献書誌] Oyama,F.et al.: "Disulfide Bonds are Required for Trypsin Inhibitory Activity of Kuritz-type Serine Proteinase Inhibitor Domain of Alzheimer′s Disease beta-Amyloid Protein Precursor Expressed in Escherichia coli" J.Biochem.(Tokyo). 114. 813-819 (1993)
• [文献書誌] Watanabe,A.et al.: "In Vivo Phosphorylation Sites in Fetal and Adult Rat Tau." J.Biol.Chem.268. 25712-25717 (1993)