3量体G蛋白質の作用機構と役割

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05271102
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堅田 利明 東京大学, 医学部, 教授 (10088859)
• 研究分担者: 芳賀 達也 東京大学, 医学部, 教授 (30011646) ; 野村 靖幸 北海道大学, 薬学部, 教授 (00034041) ; 清水 孝雄 東京大学, 医学部, 教授 (80127092) ; 市川 厚 京都大学, 薬学部, 教授 (10025695)
• キーワード: GTP結合タンパク質 / セカンドメッセンジャー / 細胞膜受容体 / イオンチャネル / 効果器 / リン酸化 / 情報伝達

研究概要

本重点研究は、情報転換因子として機能する3量体G蛋白質が介在する情報伝達系について、広範且つ集中的に研究することを目的に、計画班員12名をもって組織された。平成7年度おいても、数多くの細胞膜受容体と各種酵素・イオンチャネルとの共役の機構について、蛋白質の精製とcDNAクローニング、精製標品を用いた再構成実験系、蛋白質をコードする遺伝子導入実験、蛋白質分子の詳細な構造と機能との関連から検討された。1.新たにG蛋白質連関型の感覚受容器、生物時計に関与する光受容体、各種のプロスタグランジン受容体などのcDNAが単離された。2.脱感作現象と関連する受容体キナーゼによる受容体分子のリン酸化は、G蛋白質のβγサブユニットによって促進され、受容体分子の細胞内陥入と関連することが明かにされた。3.G蛋白質を介する効果器系の活性調節機構については、構成蛋白質の変異体や部分ペプチドなどを用いた検討から、蛋白質分子上の機能的な部位の解析が進められた。4.PI-3-キナーゼは、その特異的な阻害剤を用いた検討などより、チロシンリン酸化とG蛋白質によって相乗的に活性化される可能性が、さらにホスホリパーゼDの活性化に、3量体のG蛋白質に加えて低分子量GTP結合蛋白質が関与するなどの新しい知見が得られ、G蛋白質の生理的役割の拡大に関する研究が進展した。5.G蛋白質分子の構造と機能との関連については、分子多様性をもつG蛋白質の構成サブユニットが精製され、αサブユニットへの脂肪酸付加やγサブユニットのプレニル化、リン酸化などの翻訳後修飾がサブユニット間の、あるいは受容体、効果器分子との相互作用に重要であることが明かにされた。6.細胞表層上の新しいNAD代謝酵素が細胞内のチロシンリン酸化を介してその情報を伝達することが明かにされた。

研究成果

• [文献書誌] Reiko.Morishita: "Primary structure of a gamma subunit of G protein, gamma12, and its phosphorylation by protein kinase C" J. Biol. Chem.270. 29469-29475 (1995)
• [文献書誌] Manabu Negishi: "Selective coupling of prostaglandin E receptor EP3D to Gi and Gs through interaction of α-carboxylic acid of agonist and arginine residue of seventh transmembrane domain." J. Biol. Chem.270. 16122-16127 (1995)
• [文献書誌] F.Nakamura: "Characterization of Gq family G proteins GL1α(G14α), GL2α(G11α), and Gqα expressed in the baculovirus-insect cell system." J. Biol. Chem.270. 6246-6253 (1995)
• [文献書誌] T.Uehara: "Possible involvement of protein kinase C and low molecular weight GTP-binding proteins in thrombin-induced histamine secretion in human platelets." Biochem. Biophys. Res. Commun.206. 492-496 (1995)
• [文献書誌] Hideo Kuribara: "Synergistic activation of rat brain phospholipase D by ADP-ribosylation factor and rhoA p21, and its inhibition by Clostridium botulinum C3 exoenzyme." J. Biol. Chem.270. 25667-25671 (1995)
• [文献書誌] Kenji Kontani: "Tyrosine phosphorylation of the c-cb1 proto-oncogene product mediated by cell surface antigen CD38in HL-60 cells." J. Biol. Chem.271(in press). (1996)
• [文献書誌] Toshiaki Katada: "Handbook of Natural Toxins. Vol. 8: Bacterial Toxins and Virulence Factors in Disease(J. Moss, B. Iglewski, M. Vaughan and T. A. Tu, eds.)" Marcel Dekker, Inc., 627 (1995)
• [文献書誌] 堅田 利明: "GTP結合蛋白質(高井義美、堅田利明、成宮周 編)" 羊土社, 312 (1996)