プロテインキナーゼCの時空間シグナリング機構(ターゲティング機構)の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470023
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 齋藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• 研究分担者: 酒井 規雄 広島大学, 大学院・医歯薬総合研究科, 教授 (70263407) ; 白井 康仁 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助教授 (60263399)
• キーワード: プロテインキナーゼC / ターゲティング / サブタイプ / GFP / 細胞死 / 遺伝子操作動物

研究概要

PKCの多彩な機能は、10種類以上のサブタイプが各々独自の機能を種々の細胞内で発揮するためと考えられているが、「どのサブタイプが、どこで」、「どのような機序で」、「どの細胞機能に」関与しているかは未だ明らかではない。我々は、GFP融合PKCを用いた検討により、PKCには種々に刺激に応じて異なる蛋白質へターゲットする機構(ターゲティング機構)があることも報告し、このターゲティング機構が神経可塑性においても重要であることを示唆してきた。本年度の研究において種々のPKCターゲティング機構における分子メカニズムについて解析した。
その結果、1)脂質メッセンジャーであるアラキドン酸およびセラミドはPKCepsilonおよびPKCdeltaのC1Bドメインに作用し、サブタイプ特異的にゴルジ体にトランスロケーションさせること、2)deltaPKCの細胞膜へのターゲティングにより細胞死が誘導されるが、その機構においてdeltaPKCの活性化は不要であること、3)siRNAにより種特異的にPKCサブタイプをノックダウンすることが可能となったこと、4)マクロファージによるドン食作用におけるPKCepsilonの作用について、報告した。これらの結果より、酵素の活性化とは関係なくPKCターゲティングが生理機能をもつこと、および、このPKCのターゲティングがPKCの多岐にわたる機能の分子基盤になっていることを示唆した。さらに、GFP標識した各PKCサブタイプを脳部位特異的、時期特異的に発現可能なトランスジェニックマウスを作成し、各脳部位でのPKCのターゲティングと電気生理現象の関連を解析を可能とした。生組織におけるPKCターゲティングは培養細胞において観察されたものと異なっていることから、PKCの機能を解明するためには、生組織を用いたより生理的な条件下でのPKCターゲティングの検討が必要であることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Larsen他: "Role for PKC-ε in FcgR-mediated phagocytosis by RAW 264.7 cells."J. Cell Biol.. 159. 939-944 (2002)
• [文献書誌] Tada他: "The anti-dementia drug FK960 stimulates glial glutamate release via a PKA pathway."Mol Brain Res. 109. 63-68 (2002)
• [文献書誌] Saito, N他: "Activation Mechanisms of Protein Kinase C : Maturation, Catalytic Activation, and Targeting"J. Biochem.. 132. 663-668 (2002)
• [文献書誌] Shirai, Y他: "Protein Kinase Cγ (PKCγ) : Function of Neuron Specific Isotype"J. Biochem.. 132. 683-687 (2002)
• [文献書誌] Kohjima h他: "PAR3beta, a novel homologue of the cell polarity protein PAR_3, localizes to tight junctions."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 299. 641-646 (2002)
• [文献書誌] Irie, N他: "Subtype-and Species-specific knockdown of PKC using short interfering RNA (siRNA)."Biochem. Biophys. Res. Commun.. 293. 738-743 (2002)
• [文献書誌] Irie, K.他: "Establishment of a binding assay for protein kinase C isozymes using synthetic C1 peptides and development of new medicinal leads with protein kinase C isozyme and C_1 isozyme and C_1 domain selectivity"Pharmacol. Therap.. 93. 271-281 (2002)
• [文献書誌] Zhang, X.他: "Over-Expression of NELL-1 Induces Premature Cranial Suture Fusion as seen in Craniosynostosis,"J. Clin. Invest.. 110. 861-870 (2002)
• [文献書誌] Goerke, A.他: "Induction of apoptosis by Protein Kinase C delta is independent of its kinase activity."J. Biol. Chem.. 277. 32054-32062 (2002)
• [文献書誌] Ohta, K.他: "L-trans-PDC enhances hippocampal neuronal activity by stimulating glial glutamate release independently of blocking transporters."Biophys. Biochem. Res. Commun.. 295. 376-381 (2002)
• [文献書誌] Tanimukai, S.他: "Nanomolar amyloid β protein activates a specific PKC isoform mediating phosphorylation of MARCKS in Neuro2A cells."NeuroReport. 13. 549-553 (2002)
• [文献書誌] Nishizaki, T.他: "A new neuromodulatory pathway with a glial contribution mediated via A2a adenosine receptors."Glia. 39. 133-147 (2002)
• [文献書誌] Kashiwagi, K.他: "Importance of C_1B domain for lipid messenger-induced targeting of PKC."J. Biol. Chem.. 277. 18037-18045 (2002)
• [文献書誌] Sakai, K.他: "The silencer activity of the novel human serotonin transporter linked polymorphic region."Neurosci. Lett.. 327. 13-16 (2002)
• [文献書誌] Saito, N.他: "The family of protein kinase C and membrane lipid mediators."J. Diab. Compl.,. 16. 1-5 (2002)
• [文献書誌] Sawano, A.他: "Multiple-colour fluorescence imaging Ca2+-calmodulin, protein kinase C, and their conflicting convergence on a shared target using novel epi-fluorescent microscopy."Biophys. J.. 82. 1076-1085 (2002)