カルシウム/カルモデュリン依存性多機能性タンパク質リン酸化酵素の活性制御機構

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07457578
• 研究機関: 旭川医科大学
• 研究代表者: 藤澤 仁 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)
• 研究分担者: 竹内 昌之 旭川医科大学, 医学部, 助手 (40226999) ; 石田 敦彦 旭川医科大学, 医学部, 助手 (90212886) ; 亀下 勇 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (60127941)
• キーワード: カルシウム / カルモデュリン / 脳 / タンパク質リン酸化酵素 / シグナル伝達 / 酵素活性の調節機構 / タンパク質リン酸化反応 / 阻害剤

研究概要

1.カルシウム/カルモデュリン依存性タンパク質リン酸化酵素II(CaMキナーゼII)
1)CaMキナーゼIIの特異的な活性阻害ペプチド(AIP)を開発し、これまで市販され使われてきた阻害剤、KN-93などと比べると桁違いに強力且つ特異的な阻害剤であることを示した。
2)上記AIPを用いて膵臓からのインスリン分泌に関与するサイクリックADPリボースによる小胞体からのカルシウム遊離にCaMキナーゼIIが作用していることを明らかにした。
3)CaMキナーゼIIの自己活性抑制ドメインは酵素を不活性化しているだけでなく酵素の安定化もしていることを示し、その機能について調べた。
4)CaMキナーゼIIのスレオニン^<28.6>の自己リン酸化がCaMキナーゼIIの著明な活性化を引き起こすという我々の考えを証明した。
2.カルシウム/カルモデュリン依存性タンパク質リン酸化酵素IV(CaMキナーゼIV)
1)CaMキナーゼIVの活性発現のために必要なカルシウム/カルモデュリンは酵素の不活性化作用も併せ持っていることを示した。
2)CaMキナーゼIVはCaMキナーゼIVキナーゼによって一個のリン酸化を受けて活性化されるが、その後カルシウムイオン濃度が低下すると、セリン^<332>を自己リン酸化してカルシウム/カルモデュリン依存性活性を失うことを明らかにした。
3)CaMキナーゼIVキナーゼをラットの脳からクローニングし明らかにしたアミノ酸配列から特異抗体を調製した。
4)CaMキナーゼおよびCaMキナーゼIVキナーゼの脳内分布、細胞内分布を免疫組織学的に調べ、両者の分布を比較検討した。

研究成果

• [文献書誌] I.Kameshita: "Preparation and Characterization of Calmodulin-dependent Protein Kinase IV (CaM-kinase IV) free of CaM-kinase IV Kinase from Rat Cerebral Cortex" J.Biochem.117. 85-90 (1995)
• [文献書誌] A.Ishida: "Stabilization of Calmodulin-dependent Protein Kinase II through the Autoinhibitory Domain" J.Biol.Chem.270. 2163-2170 (1995)
• [文献書誌] M.Takeuchi: "Contact Transfer Method : DNA transfer from polyacrylamide gel" Anal.Biochem.224. 611-612 (1995)
• [文献書誌] Y.Nakamura: "An Immunohistochemical study of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase IV in the Rat Central Nervous system : Light and Electron Microscopic Observations" Neuroscience. 68. 181-194 (1995)
• [文献書誌] S.Okuno: "Full Activation of Brain Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV Requires Phosphorylation of the Amino-Terminal Serine-Rich Region by Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV Kinase" J.Biochem.117. 686-690 (1995)
• [文献書誌] T.Kitani: "Inactivation of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV by Ca^<2+>/Calmodulin and Restoration of the Activity by Mg^<2+>/EGTA" J.Biochem.117. 1070-1075 (1995)
• [文献書誌] A.Ishida: "A Novel Highly Specific and Potent Inhibitor of Calmodulin-Dependent Protein Kinase II" Biochem.Biophys.Res.Commun.212. 806-812 (1995)
• [文献書誌] T.Kitani: "Comparison of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV from Rat Brain,Expressed in Insect Cells,and Expressed in Escherichia coli" J.Biochem.118. 364-370 (1995)
• [文献書誌] S.Takasawa: "Requirement of calmodulin-dependent protein kinase II in cyclic ADP-ribose-mediated intracellular Ca^<2+> mobilization" J.Biol.Chem.270. 30257-30259 (1995)
• [文献書誌] K.Yoshida: "Differential Distribution fo CaM Kinases and Induction of c-fos Expression by Flashing and Sustained Light in Rat Retinal Cells" Inv.Ophthalmol.Vis.Sci.(in press).
• [文献書誌] A.Ishida: "Evidence that autophosphorylation at Thr-286/Thr-287 is required for full activation of calmodulin-dependent protein kinase II" Biochim.Biophys.Acta. (in press).
• [文献書誌] Y.Nakamura: "Distribution of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase kinase α in the rat central nervous system : an immunohistochemical study" Neuroscience Letters. (in press).
• [文献書誌] S.Watanabe: "Inactivation of calmodulin-dependent protein kinase IV by autophosphorylation of serine 332 within the putative calmodulin-binding domain" J.Biol.Chem.(in press).