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タンパク質修飾酵素トランスグルタミナーゼ(TGase)ファミリーのうち、組織型TGaseの生理機能を分子レベルで明らかにすることが、本研究の目的である。本年度は、組織型TGaseのタンパク質基質と相互作用タンパク質についての解析を中心に行った。
1.ベタイン-ホモシステインメチルトランスフェラーゼ(BHMT)が本酵素の基質になることを、in vitro実験で解析した。精製したブタ肝BHMTとモルモット肝TGaseを材料として用いた。TGaseは、BHMTに5-(ビオチンアミド)ペンチルアミンや[^3H]ヒスタミンを時間依存的に導入した。ポリアミンであるプトレシンやスペルミジンもTGaseによりBHMTに導入された。アミン基質非共存下では、TGaseは、BHMT分子を、分子間および分子内で架橋した。TGaseによる架橋形成により、BHMT活性は半分程度まで減少した。アミン導入は、BHMT活性をわずかに減少させた。5-(ビオチンアミド)ペンチルアミンを導入したBHMTについて、その導入部位をタンパク質化学的に解析した結果、TGaseと反応性をもつBHMTのグルタミン残基は、カルボキシル末端に近い領域に存在することが判った。今回のin vitro実験の結果は、肝BHMTが、TGaseの架橋修飾を受けることにより、活性を抑制する方向に制御される機構を示唆した。このTGaseによるBHMT活性制御の機構は、肝におけるホモシステイン代謝の制御に関与するかもしれない。
2.肝におけるTGase相互作用タンパク質の検索を、CytoTrap酵母two-hybrid法と免疫アフィニティー法で行った。酵母two-hybrid法では、各種の酵素タンパク質、プロテアーゼインヒビター、細胞外タンパク質などと相同性を示すタンパク質が、相互作用タンパク質の候補として見出された。免疫アフィニティー法では、アクチンが相互作用タンパク質として、同定された。
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