イノシトールリン脂質3キナーゼを介する細胞内情報伝達系の解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457605
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 櫨木 修 東京大学, 薬学部, 助教授 (80142751)
• 研究分担者: 星野 真一 東京大学, 薬学部, 助手 (40219168) ; 堅田 利明 東京大学, 薬学部, 教授 (10088859)
• 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 / インスリン受容体 / 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-キナーゼは、その調節サブユニットに存在するSH2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し、活性化される。我々は、真菌代謝産物のワ-トマニンがこの酵素を特異的に阻害し、走化性因子刺激に応答した活性酸素産生(好中球)などの受容体刺激を介する速い細胞応答をも抑制することを見い出した。その後多くの研究者によってこの阻害薬が用いられ、広範な細胞機能におけるPI3-キナーゼの生理的役割の重要性が指摘されている。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-キナーゼについて検討し、以下の知見を得た。
1.PI3-キナーゼにはいくつかのファミリーが存在するが、好中球細胞にはG蛋白質βγサブユニット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の共存によってさらに相乗的に活性化されるものと、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の、少なくても2種類が存在した。2.相乗的なPI3-キナーゼの活性化は無傷の好中球をインスリンと走化性因子で同時に刺激した際にも観察され、2種の受容体刺激の制御を受けるPI 3キナーゼが生理的にも機能していることを明らかにした。3.ラット肝臓より種々のタイプのPI3キナーゼを精製して検討を加えた結果、上記のユニークな特性をもつPI3キナーゼは、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] Takehiko Sasaki,et al.: "Focal adhesion kinase(p125^<FAK>)and paxillin are substrates for sphingomyelinase-induced tyrosine phosphorylation in Swiss 3T3 fibroblasts." Biochem.J.315. 1035-1040 (1996)
• [文献書誌] Tsuyoshi Matsuo,et al.: "Specific association of phosphatidylinositol 3-kinase with the protooncogene product Cbl 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 Cbl upon CD83 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] 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] 櫨木 修,他: "GTP結合蛋白質(高井義美、堅田利明、成宮 周 編)" 羊土社, 312 (1996)