蛋白質リン酸化を介した情報ネットワーク阻害剤の分子基礎理論の確立的研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06507001
• 研究種目: 試験研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 日高 弘義 名古屋大学, 医学部, 教授 (80100171)
• 研究分担者: 榊原 仁作 名古屋市立大学, 薬学部, 教授 (70080182) ; 岡崎 勝男 名古屋大学, 医学部, 助手 (20252231) ; 水谷 顕洋 名古屋大学, 医学部, 助手 (30242861) ; 萩原 正敏 名古屋大学, 医学部, 講師 (10208423)
• キーワード: 蛋白質リン酸化酵素 / 活性調節部位 / 特異的阻害剤 / 分子基礎理論

研究概要

本研究の目的である蛋白質リン酸化を介した情報ネットワーク阻害剤の分子基礎理論を確立するためには、統一的かつ総合的研究が不可欠である.正常ないし病態における細胞内情報伝達系おいて特異的プロテインキナーゼ阻害剤を用いる分子薬理学的手法をプロテインキナーゼの機能ドメインを変異させる分子生物学的手法を活用することにより蛋白質リン酸化酵素の生理的役割を検討した.
即ち1)W-77,H-87を用いて癌細胞の薬剤耐性,抗腫瘍作用機序を検討した.
2)培養心筋細胞において,カルモデュリンキナーゼが細胞内カルシウム濃度や,心拍数の調節に重要な役割を果たしていることをKN-62を用いて明らかにした.
又,個々の蛋白質リン酸化酵素の各ドメインに特異的な阻害剤を創製するために標的とする蛋白質リン酸化酵素の活性中心構造の解析を行った.カルモデュリンキナーゼの一員としてカルモデュリンキナーゼI(CaMKI)がクローニングされ全アミノ酸配列が決定されたが,PCRテクニックを用いて各種のC末端欠失変異CaMKIcDNAを作成し,CaMKIに特有な活性調節部位が存在するか検討した.これらの欠失変異CaMKIの酵素活性をカルシウム/カルモデュリン存在下、非存在化にて測定すると共に,合成したC末端ペプチドを用いて反応速度論的解析を行った.CaMKIのC末端領域のアミノ酸配列に自己活性制御領域があり,その近傍ないしはそれを重複してカルモデュリン結合部位が存在することが示唆された.また合成したC末端ペプチドにより自己活性制御領域が基質に拮抗して酵素活性を制御していることが明らかになった.更に,この結果を踏まえた上で種々の蛋白質リン酸化酵素と阻害剤との反応様式により,より詳細な分子構造機能解析の解明が可能となると考えられる.

研究成果

• [文献書誌] H.Minami: "The effect of KN-62,Ca^<2+>/calmodulin dependent protein kinase II inhibitor on cell cycle." Biochem.Biophys.Res.Commun.199. 241-248 (1994)
• [文献書誌] H.Hidaka: "Protein Kinase inhibitors" Essays in Biochemistry. 28. 73-97 (1994)
• [文献書誌] K.Okazaki: "KN-62,a specific Ca^<++>/calmodulin-dependent protein kinase inhibitor,reversibly depresses the rate of beating of cultured fetal mouse cardiac myosites." J.Pharmacol.Exp.Ther.270. 1319-1324 (1994)
• [文献書誌] S.-H.Kim: "Inhibition of MDRI gene expression by H-87,a selective inhibitor of cAMP-dependent protein kinase." Cancer Lett.74. 37-41 (1993)
• [文献書誌] O.Maeda: "A newly synthesized bifunctional inhibitor,W-77,enhances adriamycin activity against human ovarian carcinoma cells." Cancer Res.53. 2051-2056 (1993)