細胞の増殖・分化におけるイノシトールリン脂質3キナーゼの役割

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08265213
• 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: 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: イノシトールリン脂質3キナーゼ / ワ-トマニン / チロシンリン酸化 / G蛋白質 / 化学遊走因子受容体 / シグナル伝達

研究概要

イノシトールリン脂質(PI)のD-3位水酸基をリン酸化するPI3-キナーゼ(PI3-K)は、その調節サブユニットに存在するSrc homology2領域を介して、増殖因子受容体あるいは非受容体型キナーゼによってチロシンリン酸化された基質蛋白質と結合する。我々は、真菌代謝産物のワ-トマニンがPI3-Kを特異的に阻害すること、また好中球での走化性因子刺激に応答した活性酸素産生など、G蛋白質連関型受容体刺激を介する速い細胞応答にもPI3-Kが関与することを見い出した。本研究では、2種の細胞膜受容体ファミリー、すなわちチロシンキナーゼ型とG蛋白質連関(7回膜貫通)型という異なるタイプの受容体刺激によって活性化されるPI3-Kについて検討し、以下の知見を得た。
1.PI3-Kにはいくつかのファミリーが存在するが、好中球細胞ではG蛋白質βγサブユニット(Gβγ)に感受性があるタイプとして、チロシンリン酸化ペプチドには全く感受性を示さないものと、リン酸化ペプチド存在下にGβγによる活性化がさらに増強されるものが存在した。2.インスリンと走化性因子の両者で無傷好中球を刺激した際には、相乗的なPI3-Kの活性化が観察され、2種の受容体刺激の制御を受けるPI3-Kが生理的にも機能していることが示された。3.CHO細胞においても認められる上記の増強作用は、アクチン線維の再形成による膜ラッフリングの増大を伴った。4.ラット肝臓より種々のタイプのPI3-Kを精製して検討を加えた結果、チロシンリン酸化ペプチドとGβγによって相乗的に活性化される特性をもつPI3-Kは、βタイプを触媒サブユニットにもつファミリーであることが明らかにされた。

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 PI3-kinases." Chem.Pharm.Bull.43. 2276-2278 (1995)
• [文献書誌] Tsuyoshi Matsuo,et al.: "Specific association of phosphatidylinositol 3-kinase with the protooncogene product Cb1 in Fcγreceptor signaling." FEBS Lett.382. 11-14 (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 protein-coupled signals for the lectin-induced respiratory burst in human monocytic THP-1 cells." Biochem.J.315. 505-512 (1996)
• [文献書誌] Tsuyoshi Matsuo,et al.: "Association of phosphatidylinositol 3-kinase with the proto-oncogene product Cb1 upon CD38 ligation by a specific monoclonal antibody in THP-1 cells." FEBS Lett.397. 113-116 (1996)
• [文献書誌] Taroh Okada,et al.: "Synergistic activation of PtdIns 3-kinase by tyrosine-phosphoorylated peptide and βγ-subunits of GTP-binding proteins." Biochem.J.317. 475-480 (1996)
• [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)
• [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)