Cキナーゼの基質蛋白質MARCKSとGAP-43の神経伝達物質放出における役割

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06680773
• 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: 古橋 潔 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 助手 (90222273)
• キーワード: 中枢神経 / 開口放出 / Cキナーゼ / MAPキナーゼ / シナプシンI / MARCKS / リン酸化

研究概要

本年度は従来より開発を進めていたキャピラリー高速液体クロマトグラフィーをエレクトロスプレー質量分析計に直結したLC/MS法を確立し、それを用いてMARCKS、GAP-43、シナプシンI、MAPIB等の脳特異的リン酸化タンパク質のin vino(生体内)における翻訳後修飾の詳細な検討を行った.その結果、従来Cキナーゼや、CaMキナーゼII、カゼインキナーゼIIなどの基質として知られてきたこれらのタンパク質が、いずれも、プロリン残基の直前のセリン/スレオニンをリン酸化するいわゆるプロリン指向性キナーゼによりリン酸化されていることを見い出した。脳に大量に発現しているプロリン指向性キナーゼであるMAPキナーゼ及びCdk5キナーゼによる、in vitroでのリン酸化の解析により、これらキナーゼが、部位特異的にこれらタンパク質をリン酸化すること、また、これらキナーゼのみでは説明できないリン酸化部位があることから脳には未知のプロリン指向性キナーゼが発現しているらしいことなどが明らかになった。またMAPキナーゼによるシナプシンIのリン酸化により、シナプシンIによるアクチン繊維のバンドリング活性が減少することから、神経伝達物質の放出、及びその調節において、これらのリン酸化がCキナーゼ、CaMキナーゼIIと同様或いはそれ以上に重要な役割を果たしていることが示唆された.また、MAPIBのリン酸化が培養大脳皮質ニューロン間のシナプス形成に必須であることを見出した.これらの結果は、伝達物質放出の制御、神経突起の伸長、シナプス形成などにおいて、MAPキナーゼ、Cdk5キナーゼをはじめとするプロリン指向性キナーゼの究明が必須であることを示している.

研究成果

• [文献書誌] Muramoto,K.et al.: "A Substrate of ecto-protein kinase is microtubule-associated protein 1B in cortical cell cultures undergoing synaptogenesis." Biochem.Biophys.Res.Commun.205. 1467-1473 (1994)
• [文献書誌] Taniguchi,H.et al.: "A mass spectrometric study on the in vivo post-translational modification of GAP-43." J.Biol.Chem.269. 22481-22484 (1994)
• [文献書誌] Taniguchi,H.et al.: "Myristoylated alanine-rich C kinase substrate(MARCKS),a major protein kinase C substrate,is an in vivo substrate of proline-directed protein kinase(s)." J.Biol.Chem.269. 18299-18302 (1994)
• [文献書誌] Manenti,S.et al.: "Demyristoylation of the major substrate of protein kinase C(MARCKS)by the cytoplasmic fraction of brain synaptosomes." J.Biol.Chem.269. 8309-8313 (1994)
• [文献書誌] 谷口寿章: "生体高分子の質量分析法" 蛋白質・核酸・酵素. 39. 1842-1851 (1994)
• [文献書誌] 谷口寿章: "質量分析法による脳Cキナーゼ基質タンパク質の翻訳後修飾の解析" Proc.Jap.Soc.Biomed.Mass Spectrom.19. 21-28 (1994)