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Gタンパク質共役型受容体キナーゼ(G protein-coupled receptor kinase : GRK)は、リガンド刺激により活性化されたGタンパク質共役型受容体(GPCR)をリン酸化することで、脱感作へと導くリン酸化酵素として知られてきた。一方で近年では、GRKがGPCR以外の種々のタンパク質をリン酸化し、細胞内シグナル伝達を制御することで、様々な生理応答に関与することが明らかになってきている。そこで申請者は、GRKの立体構造の変化を検出することができる、split-GFPを応用したプローブを作成し、GRKの新たな基質を探索するためのスクリーニング系を立ち上げた。培養細胞を用いてスクリーニングを行った結果、あるSmadファミリー分子を発現させると、このプローブの蛍光強度が顕著に上昇することが明らかとなった。Smadとは、トランスフォーミング増殖因子-β(TGF-β)や骨形成タンパク質(BMP)により活性化されるシグナルを制御する分子である。そこで、培養細胞を用いて共免疫沈降を行ったところ、GRKとSmadが相互作用することを見出した。さらに、精製したGRKとSmadタンパク質を用いて、in vitro pull down assayを行った結果、GRKはこのSmad分子と直接相互作用することが明らかとなった。その後、GRKおよび、Smadのdeletion mutantを作成し、結合に必要なそれぞれの分子のドメインを同定した。
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