新しい平滑筋収縮制御機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13307005
• 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: 熊谷 啓之 群馬大学, 医学部, 助手 (20321945) ; 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, 講師 (20212863) ; 宮崎 淳一 筑波大学, 生物科学系, 講師 (80229830) ; 大石 一彦 明治薬科大学, 薬学部, 講師 (80203701)
• キーワード: 平滑筋 / 収縮制御 / ミオシン / ミオシン軽鎖キナーゼ / 遺伝子ノックアウト

研究概要

平滑筋の収縮制御にはどの教科書にもミオシン軽鎖のリン酸化によるミオシンATPaseの活性化が述べられている。ところが、一方では、薬理学の分野を中心に、アゴニストの種類によって、リン酸化の機構を介さずとも平滑筋が収縮しうる事もよく知られている。研究代表者らは、これまでミオシン軽鎖のリン酸化を引起す酵素、ミオシン軽鎖キナーゼ(myosin light-chain kinase, MLCKと略す)のC末端のもつミオシン結合性に注目し、MLCKのリン酸化機序以外の様式を検索してきた。そして、MLCKのうちA796-S815ペプチドがミオシンを脱リン酸化のままで活性化することを明らかにした(Ye et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999発表)。
本年度は,MLCKをコードする1.4kbpのcDNAをアンチセンス方向で組込んだアデノウイルスcontructを作成した。これを培養平滑筋に感染させ、アンチセンスを細胞内で産生させた。これにより、細胞内のMLCK(short isoform)の発現が阻害された。また、阻害に伴い収縮性が低下していた。しかし、ミオシン軽鎖のリン酸化には変化が認められず、MLCKのC末断片がミオシンを直接活性化する可能性が支持された。
さらにC末断片がミオシンを直接活性化するかどうか、形態的アプローチをとった。ミオシンを脱リン酸化のままでA796-S815ペプチドと混合しロータリーシャドウ法にて造影したのち、電子顕微鏡にて形態を観察したところ、リン酸化に伴うactive formと同じ形態(頭部が立って、尾部が伸びる)をとることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] J.Bao, K.Oishi, T.Yamada, L.Liu, A.Nakamura, M.K.Uchida, K.Kohama: "Role of the short isoform of myosin light chain kinase in the contraction smooth muscle cells as by its down-regulation"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 9556-9561 (2002)
• [文献書誌] W.Iwasaki, H.Sasaki, A.Nakamura, K.Kohama, M.Tanokura: "Metal-Free and Ca^<2+>-Bound Structures of a Multidomain EF-Hand Protein, CBP4O, from the Lower Eukaryote Physarum polycephalum"Structure. 11. 75-85 (2002)
• [文献書誌] H.Mimaki, S.Kagawa, M.Aoi, S.Kato, S.Tsuutumi, K.Kohama, K.Takeuchi: "Effect of Lafutidine, a Histamine H_2-Receptor antagonist, on Gastric Mucosal Blood Flow and Duodenal HCO_3-Secretion in Rats. Relation to Capsaicin-Sensitive Afferent Neurons"Digestive Diseases and Science. 47. 2696-2703 (2002)