中枢神経機能におけるプロスタグランジンの役割に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10470482
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 根岸 学 京都大学, 薬学研究科, 教授 (60201696)
• 研究分担者: 杉本 幸彦 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (80243038)
• キーワード: プロスタグランジン / Rho / 三量体G蛋白質 / ROKα / ロドプシン / 神経突起

研究概要

プロスタグランジンE受容体EP3サブタイプは、低分子量G蛋白質Rhoを活性化して神経突起の退縮を引き起こす。また、常時活性型RhoであるRhoV14は単独で突起退縮を引き起こした。Rhoは様々な下流のエフェクター分子を介して多彩な作用を発揮する。我々は、アクトミオシン系の収縮に関与するROKαがEP3受容体-Rhoによる突起退縮に関与するか検討した。ROKαのキナーゼドメイン(常時活性型)は単独で神経突起の退縮を引き起こしたが、キナーゼドメインのATP結合能を欠いた変異キナーゼは全く退縮を引き起こさなかった。また、ROKαのRho結合ドメインとPHドメインは、EP3受容体による神経突起の退縮を完全に阻害した。これらのことから、EP3受容体はRho-ROKαの系路により神経突起の退縮を引き起こすこと、更に、突起退縮にはROKαの活性化だけで十分なことが明らかとなった。次に、EP3受容体によるGiの活性化機構を調べるため、全てのプロスタノイド受容体に保存されている第7細胞膜貫通領域のDPWXYモチーフの役割を検討した。このモチーフのDを極性アミノ酸Nに代えると、EP3受容体はGiと結合できるが活性化できず、Dを極性も持たないLにするとGiとの結合もできなくなった。このことから、EP3受容体とGiとの共役には、2つの異なるステップ、Giとの結合のステップと結合したGiの活性化の2つのステップがあることが分がった。DPWXYモチーフのDは第3細胞膜貫通領域をすぐ出たところにあるERYモチーフのRとイオン結合することが予想されており、この結合様式が受容体とG蛋白質の共役を制御していることが考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Hironori Katoh: "Constitutively active Gα12, Gα13,and Gαg induce Rho-dependent neurite retraction through different signaling pathways" The Journal of Biological Chemistry. 273・44. 28700-28707 (1998)
• [文献書誌] Senye Takahashi: "Localization of a cyclopentenone prostaglandin to the endoplasmic reticulum and induction of BiP mRNA" Biochemical Journal. 335. 35-42 (1998)
• [文献書誌] Kazuhiro Nakamura: "Inhibition of dopamine release by prostaglandin EP3 receptor via pertussis toxin-sensitive and-insensitive pathways in PC12 cells" Journal of Neurochemistry. 71. 646-652 (1998)
• [文献書誌] Masato Katsuyama: "Characterization of the gene for the mouse prostaglandin E receptor subtype EP_2:tissue-specific initiation of transcription in the macrophage and the uterus" Biochemical Journal. 330. 1115-1121 (1998)
• [文献書誌] Nobuhiro Nishigaki: "Cytoskeletal regulation of the signal transduction of prostaglandin EP4 receptor" Biochemica et Biophysica Acta. 1391. 110-116 (1998)
• [文献書誌] Hironori Katoh: "p160 RhoA-binding kinase ROKα induces neurite retraction" The Journal of Biological Chemistry. 273・5. 2489-2492 (1998)