GTP結合蛋白質によるアデニル酸シクラーゼの調節

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044229
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堅田 利明 東京大学, 薬学部, 教授 (10088859)
• 研究分担者: 石川 義弘 米国, ハーバード大学・医学部, 準教授 ; 星野 真一 東京大学, 薬学部, 助手 (40219168) ; 櫨木 修 東京大学, 薬学部, 助教授 (80142751)
• キーワード: GTP結合タンパク質 / 細胞膜受容体 / アデニル酸シクラーゼ / イノシトール脂質3キナーゼ / ワ-トマニン / シグナル伝達

研究概要

物細胞の原形質膜表面上には、ホルモンなどの細胞外アゴニストと結合する種々の受容体が存在し、アゴニストのもたらす情報を認識受容している。受容体にアゴニストが結合するとその情報の多くは、細胞膜の内側に向いて存在する膜結合性酵素やイオンチャネルなどの効果器系へと伝達されるが、この種の情報伝達経路にはGTP(GDP)と結合する制御蛋白質(G蛋白質)が介在している。本研究では、G蛋白質によって制御される効果器系のうち、最近、その分子多様性が明らかにされつつあるアデニル酸シクラーゼ(AC)とフォスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3-K)について、ACの研究ではその第一人者である米国ハーバード大学医学部の石川博士らとの共同研究により、生理化学的、生化学的、および分子生物学的手法を総合的に用いて検討し、以下の点を明かにした。
1.好中球のACの特性としては、G_sを介する活性化が、走化性因子の受容体刺激(G_iの活性化)によって増強され、フォルスコリンはこれを抑制することが、細胞レベルで明かにされた。2.これらの効果は、種々の方法によって細胞内カルシウムイオンを変動させた細胞においても観察され、上記のユニークな特性が、好中球細胞に発現するあるサブタイプのACとG蛋白質との直接の相互作用による結果であることが示された。3.さらに、これらの特性は、好中球より部分精製されたAC標品においても観察され、好中球のACは、G_s-α存在下に、G_iから供給されたβγサブユニットによって相乗的に活性化されることが明らかにされた。4.G蛋白質βγサブユニットによる効果器系の直接の活性化は、上記のACに限らず、イノシトールリン脂質をリン酸化するPI3-Kにおいても観察された。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Kurosu,et al.: "Radiolabeling of catalytic subunits of PI3-kinases with 17β-hydroxy-16α-[^<125>I]iodowortmannin : Identification of the Gβγ-sensitive isoform as a complex composed of 46-kDa and 100-kDa subunits." Biochem.Biophys.Res.Commun.216. 655-661 (1995)
• [文献書誌] Shinobu,Honzawa,et al.: "17β-hydroxy-16α-[^<125>I]iodowortmannin,a sensitive labeling agent for PI 3-kinases." Chem.Pharm.Bull.43. 2276-2278 (1995)
• [文献書誌] Kenji Kontani,et al: "Tyrosine phosphorylation of the c-cbl proto-oncogene product mediated by cell surface antigen CD38 in HL-60 cells." J.Biol.Chem.271. 1534-1537 (1996)
• [文献書誌] Tsuyoshi Matsuo,et al.: "Activation of phosphatidylinositol 3-kinase by concanavalin A through dual signaling pathways,G protein-coupled and phosphotyrosine-related,and an essential role of the G proteincoupled signals for the lectin-induced respiratory burst in human monocytic THP-1 cells" Biochem.J.315. 505-512 (1996)
• [文献書誌] Taroh Okada,et al.: "Synergistic activation of PtdIns 3-kinase by tyrosine-phosphorylated peptide and βγ-subunits of GTP-binding proteins." Biochem.J.317. 475-480 (1996)
• [文献書誌] Takahiro Suzuki,et al: "Involvement of the βγ subunits of inhibitory GTP-binding protein in chemoattractant receptor-mediated potentiation of cyclic AMP formation in guinea pig neutrophils." Biochim.Biophys.Acta. 1313. 72-78 (1996)
• [文献書誌] Toshiaki Katada,et al: "Bacterial Toxins and Virulence Factors in Disease (J.Moss,B.Iglewski,M.Vaughan and T.A.Tu,eds.)" Marcel Dekker,Inc. (New York), 627 (1995)
• [文献書誌] 堅田利明,他: "GTP結合蛋白質(高井義美、堅田利明、成宮周 編)" 羊土社, 312 (1996)
• [文献書誌] 星野真一,他: "細胞内情報伝達のしくみ(宇井理生編)" 羊土社, 183 (1996)
• [文献書誌] 堅田利明,櫨木 修,他: "脳における情報伝達(芳賀達也,三品昌美,植村慶一,宮本英七編)" 共立出版, 412 (1997)
• [文献書誌] 堅田利明,他: "最新内科学大系 第2巻科学としての内科学(井村裕夫編)" 中山書店, 372 (1997)