心筋シグナル伝達のレドックス制御の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470483
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 黒瀬 等 九州大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (10183039)
• 研究分担者: 長尾 拓 国立医薬品食品衛生研究所, 所長 (30217971)
• キーワード: 活性酸素 / 酸化ストレス / システイン / Gタンパク質 / シグナリング分子 / 細胞内メディエーター

研究概要

活性酸素は、細胞内のさまざまなタンパク質、核酸、脂質などを修飾することから、細胞毒性の面からのみ捉えられてきた。ラット新生仔心室筋細胞を過酸化水素(H_2O_2)で処理すると、三量体Gタンパク質のG_i/G_Oが活性化され、遊離したGβγが下流のシグナリング分子を活性化し、MAPKのERK活性を増加させることをすでに見出している。どのアミノ酸が修飾され、それによって活性化されるのか精製したGα_iを用いて検討したところ、287番目のシステインの修飾はサブユニットの解離に必要であった。しかし、GTPγS結合活性を指標としたGα_iの活性化は287番目と326番目のシステインがともに修飾されることが必要であった。従って、細胞内では2つのシステインが修飾されて始めてGα_iが活性化されると考えられる。この結果は、細胞内の活性酸素がシグナリング分子のGタンパク質を活性化しうることを示唆していた。そこで、受容体刺激によって発生した活性酸素がGタンパク質を活性化できるか検討した。新生仔心室筋細胞をアンジオテンシンIIで刺激するとERKを含むMAPKが活性化され、この際活性酸素の発生も観察された。活性酸素をペルオキシレドキシンIIにより消去すると3種のMAPKのうちJNKの活性化のみが消失した。この結果は、受容体刺激によって生じる活性酸素量はGタンパク質を活性化するほど多くないことを、また受容体刺激によって生じた活性酸素は特定のシグナリング経路を活性化してMAPK(JNK)活性化を引き起こしていることを示している。今後、活性酸素の細胞内メディエーターとしての役割を確立するために、活性酸素のターゲット分子を明らかにすることが必要である。

研究成果

• [文献書誌] Shina, T. et al.: "Low affinity of β_1-adrenergic receptor for β-arrestins explains the resistance to agonist-induced internalization"Life Sci.. 68. 2251-2257 (2001)
• [文献書誌] Shiina, T. et al.: "Clathrin box in G protein-coupled receptor kinase2"J. Biol. Chem.. 276. 33019-33026 (2001)
• [文献書誌] Nishida, M. et al.: "Activation mechanism of G_i and G_O by reactive oxygen species"J. Biol. Chem.. 277. 9036-9042 (2002)
• [文献書誌] Nishida, M. et al.: "Gβγ counteracts Gα_q signaling upon α_1-adrenergic receptor stimulation"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 291. 995-1000 (2002)
• [文献書誌] Endo, A. et al.: "Sphingosine 1-phosphate induces membrane ruffling and increases motility of human umbilical vein endothelial cells via vascular endothelial growth factor receptor and CrkII"J. Biol. Chem.. 277. 23747-23754 (2002)
• [文献書誌] Isogaya.M.et al.: "Enhanced cAMP response of the naturally occurring mutant of human β_3-adrenoceptor"Jpn. J. Pharamacol.. 88. 314-318 (2002)