脊椎動物視細胞における光受容に関与するタンパク質の多様性

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09440277
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 徳永 史生 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025452)
• 研究分担者: 今元 泰 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80263200) ; 久冨 修 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60231544)
• キーワード: 視覚 / 脊椎動物 / 細胞内情報伝達 / 視物質 / G-蛋白質 / 色覚 / 桿体 / 錐体

研究概要

組換えDNA技術、組織化学的方法、タンパク質機能構造解析法を用いて、視細胞で光電気変換に関わるタンパク質の多様性を解析した。(1)両生類イモリの網膜から、ロドプシン、赤、青、紫色感受性色覚色素のcDNAをクローニングし、系統関係を解析した。(2)Sモジュリンと、そのホモログである826についてC末端付近の電荷アミノ酸を置換したところ、正電荷が膜への親和性を高め、ロドプシンのリン酸化反応阻害活性を強めることが明らかとなった。
(3)視細胞で働くアレスチンは他の神経伝達物質などの受容系で働くアレスチンと分岐した後、桿体型と錐体型に分岐したことが明らかとなった。(4)メダカ網膜より2種類の視物質キナーゼcDNAが単離した。1種類は桿体に、他方は4種類の錐体で発現していることが明らかとなった。桿体で発現している視物質キナーゼはファルネシル化シグナルを持ち、錐体で発現している視物質キナーゼはゲラニルゲラニル化シグナルを持つことが分かった。(5)メダカ網膜からグアニル酸シクラーゼのcDNAを3種類単離した。その内2種類は桿体で、他の1種類は錐体で発現していることが分かった。(6)メダカ網膜から2種類のグアニル酸シクラーゼ活性化タンパク質(GCAP)のcDNAをクローニングした。その内1種類は桿体で、他は錐体で発現していることが分かった。(7)メダカ網膜より、トランスデューシンと結合して、その寿命を制御するタンパク質フォスデューシンのcDNAを2種類クローニングした。その内1種類は桿体で、他は錐体で発現していることが分かった。以上のように視細胞で光電気変換に関わるタンパク質は脊椎動物では基本的に桿体型と錐体型があることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] O.Hisatomi: "Primary structure and characterization of a bullfrog visual pigment contained in small aingle cones" Comp.Biochem.Physiol.B119. 585-591 (1998)
• [文献書誌] S.Matsuda: "The role of calcium-binding sites in S-modulin function" J.Biol.Chem.273. 20223-20227 (1998)
• [文献書誌] O.Hisatomi: "A novel type of G-protein-coupled receptor kinase,GRK7,in teleost cone photoreceptors" FEBS Lett.424. 159-164 (1998)
• [文献書誌] A.K.Satoh: "Rhodopsin transport and Rab expression in the carotenoid-deprived Drosophila Melanogaster" Zool.Sci. 15. 651-659 (1998)
• [文献書誌] 久富 修: "光受容系の分子進化-似て非なるタンパク質サブタイプが担う多様な生理機能-" 生物物理. 215. 4-8 (1998)
• [文献書誌] S.Matsuda: "Role of carboxyl-terminalcharges on S-modulin membrane affinity and inhibition of rhodopsin phosphorylation" Biochemistry. 38(4). 1310-1315 (1999)
• [文献書誌] 日本色彩学会編: "色彩科学ハンドブック" 東大出版会, 1562 (1998)