平滑筋ミオシン軽鎖キナーゼの構造と機能に対する再検討:分子生物学的アプローチ

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457633
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 小浜 一弘 群馬大学, 医学部, 教授 (30101116)
• 研究分担者: 中村 彰男 群馬大学, 医学部, 助手 (30282388) ; 石川 良樹 群馬大学, 医学部, 助手 (20212863) ; 岡垣 壮 群馬大学, 医学部, 講師 (80185412)
• キーワード: 平滑筋 / ミオシン軽鎖キナーゼ / カルシウム・イオン / 収縮制御 / 発現蛋白質 / カルモジュリン / アクチン / ミオシン

研究概要

平滑筋の収縮がCa^<2+>より制御されていることに関しては、現在、まず異論はないと考えられている。この制御に関しては、ミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)によるミオシン軽鎖のリン酸化を介しているとのリン酸化説が主流的であ。最近の先端技術のとり入れにより平滑筋収縮制御に関する生理・薬理学的知識は増大し、この明快なミオシン連関制御のみでは説明できなくなって来た。一方、MLCKにはキナーゼ能と共にアクチン結合能が知られているが、私どもは、アクチンに連関した強力な制御作用のあることを明らかにした。ここで改めて、キナーゼ能にせよ、アクチン結合能にせよ、MLCKを平滑筋の収縮制御の主役を担う分子として位置づけられ、その構造と機能を検討しなおす必要が出て来た。
昨年度はアクチン結合部位を発現蛋白質化し、その機能はN末端1-41残基に局在することを示した。さらにアクチン結合性はカルモジュリンを介するCa感受性を示すことがわかった。これまでキナーゼ能を制御するカルモジュリン結合部位が知られていたが、アクチン結合部位とはかなり離れている。ここに改めて、新しいカルモジュリン結合部位の検索が必要となった。
従って、本年度はアクチン結合部位近傍の配列をポリペプチドとして合成し、どの配列がカルモジュリンのMLCKに対する結合性を抑制するか?検討を行った。その結果、26-41番目の配列が重要であることが判明した。昨年度と本年度の結果を合わせてJ.Biol.Chem.に発表した。

研究成果

• [文献書誌] Kohama,K.: "Myosin light chain kinase:an actin-binding pioctin that requlates an ATP-dependent interaction with myosin." Trends Pharmacol.Sci.17. 284-287 (1996)
• [文献書誌] Sasaki,Y.: "Inhibition by drebrin of the actin-bundling activity of brain fascin,a protein localized in filopodia of qrowth cones." J.Neurochem.66. 980-988 (1996)
• [文献書誌] Hayashi,K.: "Modulatory role of drebrin on the cytoskeleton within dendritic spines in the rat cerebral cortex." J.Neurosci.16. 7161-7170 (1996)
• [文献書誌] Ye,L.-H.: "The structure and function of the actin-binding domain of myosin light chain kinase of smooth muscle." J.Biol.Chem.272. 32182-32189 (1997)
• [文献書誌] Kohama,K.: "Large scale culture of Physarum(分担)" Celis,J.E.(ed)Cell Biology:A laboratory handbook(Academic Press), 9(分担) (1997)
• [文献書誌] Ishikawa,R.: "Myosin II(分担)" Kohama,K. & Maruta,H.(eds)G proteins,Cytoskeleton and Cancer(Springer)(印刷中), (1998)