Gタンパク質共役受容体のリン酸化と脱感受性

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08458251
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 芳賀 達也 東京大学, 医学部, 教授 (30011646)
• キーワード: ムスカリン受容体 / アセチルコリン受容体 / Gタンパク質 / 脱感受性 / 受容体キナーゼ / リン酸化 / エンドサイトーシス / ドパミン受容体

研究概要

ムスカリン受容体m1-m5サブタイプ、ドパミン受容体D2サブタイプをCOS7またはBHK21細胞に一過性に発現させ、各受容体の細胞内移行を測定した。また、Gタンパク質共役受容体キナーゼGRK2、5、6あるいはドミナントネガティブGRK2(DNGRK2)を共発現させ、その影響を調べた。この結果、(1)m2-m5受容体の細胞内移行がGRK2共発現によって促進される、(2)DNGRK2共発現によってm2とm4受容体の細胞内移行は抑制されるが、m1,m3,m5受容体の細胞内移行は影響を受けない、(3)BHK21細胞に発現したm2受容体の細胞内移行はGRK5共発現で促進されるが、m3受容体の細胞内移行は影響されない、(4)GRK6共発現によっては、m1-m5どの受容体の細胞内移行も影響されない、(5)D2受容体の細胞内移行がGRK2あるいはGRK5共発現によって促進される、などの結果が得られた。これらの結果は、GRKによるリン酸化と細胞内移行の関係がGqと共役する受容体を含め一般的に成立する可能性があることを示唆する。また、個々のGRKは異なる基質特異性を持つと考えられる。
試験管内実験系で、GRK2活性がカルモジュリンによってCa濃度依存性に抑制されることを見出した。Caカルモジュリンは触媒部位に直接作用するのではなく、アゴニスト結合受容体とGタンパク質βγサブユニットによるGRK2の活性化を抑制する。

研究成果

• [文献書誌] Haga,K.: "Phosphorylation of human m1 muscarinic acetylcholine receptors by G protein-coupled receptor kinase 2 and protein kinase C." J.Biol.Chem.271. 2776-2782 (1996)
• [文献書誌] Itokawa,M.: "Sequestration of the short and long isoforms of dopamine D2 receptors expressed in Chinese hamster ovary cells." Mol.Pharm.49. 560-566 (1996)
• [文献書誌] Sanada,K.: "Calcium-bound recoverin targets rhodopsin kinase to membranes to inhibit rhodopsin phosphorylation." FEBS Letters. 384. 227-230 (1996)
• [文献書誌] Hayashi,M.K.: "Purification and functional reconstitution with GTP-binding regulatory proteins of hexahistidine-tagged muscarinic acetylcholine receptors(m2 subtype)." J.Biochem.120. 1232-1238 (1996)
• [文献書誌] Mieda,M.: "Promoter region of the rat m4 muscarinic acetylcholine receptor gene contains a cell type-specific silencer element." J.Biol.Chem.271. 5177-5182 (1996)
• [文献書誌] Haga,K.: "Ca2+-dependent inhibition of G protein-coupled receptor kinase 2 by calmodulin." Biochemistry. 36. 1315-1321 (1997)
• [文献書誌] Haga,T.: "Receptor Biochemistry.In:Encyclopedia of Molecular Biology and Molecular Medicine,Volume 5" Academic Press, 19 (1996)
• [文献書誌] Haga,T.: "G protein-coupled receptor kinase:Phosphorylation of muscarinic receptors and facilitation of receptor sequestration.In:Advances in Pharmacology,volume 36" VCH, 15 (1996)