軸糸ダイニンの構造変化と軽鎖リン酸化による機能修飾

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11156202
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 稲葉 一男 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80221779)
• キーワード: ダイニン / リン酸化軽鎖 / 精子 / タンパク質リン酸化 / 鞭毛 / 分子モーター / 微小管 / cAMP依存性プロテインキナーゼ

研究概要

軸糸ダイニンの構造と機能、及びリン酸化によるダイニンの調節機構について研究を行った。本年度は以下に述べる新たな知見が明らかになった。
(1)ウニ精子鞭毛の外腕ダイニンβ鎖がATPを分解する際引き起こす構造変化部位のマッピングを行った。変化部位は、ATP加水分解部位(中央部)からかなり離れた箇所でも起き、β鎖全域に広くわたっている。二次構造の予測をしたところ、ATP分解の際、構造が変化する部位のうち3箇所(Tav1T2,Tav2部位)はαヘリックスコイルドコイルのすぐC末端側に位置することがわかり、ダイニンの大きな構造変化がドメイン単位で起こる可能性が示唆された。
(2)ダイニン軽鎖のリン酸化は軸糸ダイニンの調節にきわめて重要である。昨年、リン酸化ダイニン軽鎖のcDNAクローニングに成功した。組換えタンパク質に対する抗体を作製し、軸糸運動に対する効果を調べたところ、高濃度ATP下での運動を阻害することがわかった。一方、リン酸化を負にコントロールする因子としてプロテインホスファターゼを同定した。このプロテインホスファターゼはタイプ2Aであり、鞭毛のTriton可溶性画分に存在することが明らかになった。今後は、リン酸化軽鎖の組換えフラグメント、精製プロテインホスファターゼ等を用いて、ダイニンにおける分子内局在やモーター活性の調節機構を解析して行く予定である。

研究成果

• [文献書誌] K Yoshida et al.: "Purification and characterization of prolyl endopeptidase from the Pacific herring, Clupea pallasi and its role in the activation of sperm motility"Develop Growth & Differ. 41. 217-225 (1999)
• [文献書誌] H.Izumi et al.: "Membrane Hyperpolarization by sperm-activating and-attracting factor(SAAF)increases cAMP level and activates sperm motility in the ascidianCiona intestinalis"Dev.Biol.. 213. 246-256 (1999)
• [文献書誌] H.Mohri et al.: "Characterization of outer arm dynein in sea anemone,Anthopleura midori"Cell Motil.Cytoskel.. 44. 202-208 (1999)
• [文献書誌] K.Inaba et al.: "Tctex2-related outer arm dynein light chain is phosphorylated at activation of sperm motility"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 256. 177-183 (1999)
• [文献書誌] 稲葉一男: "タンパク質リン酸化による鞭毛・繊毛運動の制御"比較生理生化学. 16. 4-14 (1999)
• [文献書誌] M.Nomura et al.: "cAMP and calmodulin-dependent phosphorylation of axonemal 21 kDa and 26 kDa proteins triggers the activation of sperm mitility in the ascidians,Ciona intestinalis and C.savignyi"Develop Growth Differ. (in press). (2000)