細胞運動および形質膜イオン移動における蛋白質脱燐酸化過程の調節的役割の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07670052
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高井 章 名古屋大学, 医学部, 助教授 (50126869)
• 研究分担者: 徳納 博幸 名古屋大学, 医学部, 助手 (60155520)
• キーワード: プロテインフォスファターゼ / 蛋白質燐酸化 / CFTR / オカダ酸 / ト-トマイシン / 酵素阻害剤 / イオンチャネル / 平滑筋

研究概要

1.代表的なプロテインフォスファターゼ(PP)阻害剤であるオカダ酸が、健常な細胞膜をもつ各種平滑筋においては、張力発生とミオシン軽鎖燐酸化を強力に抑制するという一見逆説的な効果を示す。1型PPにオカダ酸よりも高い親和性を示すPP阻害剤tautomycinは、健常な膜をもつ平滑筋においても張力発生増強とミオシン軽鎖燐酸化上昇を起す。今回、オカダ酸がこのtautomycinによる張力増強をきわめて強く抑制することを見いだした。ミオシン燐酸化上昇効果もオカダ酸により著明な抑制を受けるが、張力発生がほぼ完全に抑制される場合にも、相当に高い燐酸化レベルが保たれていた。平滑筋活性化の経路には、燐酸化により抑制を受ける複数のステップが存在するらしい。
2.ウシ毛様体の単離平滑筋細胞においてパッチクランプ法による実験を行い、この平滑筋組織にM_3型ムスカリン受容体刺激に伴って活性化される非特異性陽イオンチャネルが存在することを初めて確認した。またこのチャネルが筋の持続的収縮に必要な細胞外からのCa^<2+>流入経路の一つとして機能していることを示す知見を得た。
3.モルモットの単離心筋細胞において、C1-チャネルの阻害剤として知られているanthracece-9-carboxylic acid(9AC)が、オカダ酸などのPP阻害剤や、酸性ならびにアルカリ性フォスファターゼ阻害剤には非感受性の新規のフォスファターゼ活性を抑制することによって、CFTRチャネルのcAMP依存性燐酸化による活性化を増強・遷延せしめることを明らかにした。
4.ルシフェリン発光を指標に用いた超微量フォスファターゼ活性測定法を実用化した。本法は、特に2A型PPの測定に優れる。

研究成果

• [文献書誌] Takai,A.: "Inhibition of specific binding of okadaic acid to protein phosphatase 2A by microcystin-LR,calyculin-A and tautomycin : mothod of analysis of interactions of tight-binding ligands with target protein" Biochemical Journal. 306. 657-665 (1995)
• [文献書誌] Isobe,M.: "New analysis method for protein phosphatase type 2A inhibitors using the firefly bioluminescence system" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 59. 2235-2238 (1995)
• [文献書誌] Sugiyama,Y.: "Sensitive analysis of protein phosphatase inhibitors by the firefly bioluminescence system : application to PP1γ" Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 60. 1260-1264 (1996)
• [文献書誌] Takai,Y.: "Activation of non-selective cation conductance by carbachol in freshly isolated bovine ciliary muscle" Pflugers Archiv-European Journal of Physiology. (印刷中).
• [文献書誌] Bolton,T.B.(編): "Smooth Muscle Excitation" Academic Press,London, 527 (1996)