ニコチン性アセチルコリン受容体を中心とした神経伝達の分子機構に関する生化学的研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63480218
• 研究機関: 岐阜薬科大学
• 研究代表者: 林 恭三 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (00029935)
• 研究分担者: 森 和俊 岐阜薬科大学, 薬学部, 助手 (70182194) ; 野元 裕 岐阜薬科大学, 薬学部, 助手 (80164747) ; 平野 和行 岐阜薬科大学, 薬学部, 助教授 (90057365) ; 古川 昭栄 国立精神神経センター, 神経研究所, 室長 (90159129)
• キーワード: ニコチン性アセチルコリン受容体 / 神経伝達 / 分子機構 / ヘビ神経毒 / 糖鎖 / リン酸化チロシン / 43κ蛋白 / キナーゼ

研究概要

最近ニコチン性アセチルコリン受容体(nAchR)の各サブュニットの一次構造が遺伝子操作の技術により明らかになった。またそのポリペブチド鎖に糖鎖、リン酸、脂肪酸などの側鎖が結合していることも明らかになっている。さらにnAchRが存在するシナプス後膜の周辺には43κ蛋白群(プロテインキナーゼ(V_1)、クレアチンキナーゼ(V_2)、アクチン(V_3)など)が存在しておりnAchRの機能の発現に関与していることも示唆されている。本年度はnAchRを中心として神経伝達の分子機構を明らかにするため、その機能発現と糖鎖との関係、nAchR分子中のリン酸化チロシンの有無。43κ蛋白の分離精製について検討した。カリホルニアシビレエイの電気器官からヘビ神経毒を用いるアフイニテイクロマトグラフイーでnAchRを分離した後シアリダーゼやエンドグリコシダーゼHで消化したnAchRに結合しているシアル酸やハイマンノース型糖鎖を除きカルバミルコリンやヘビ神経毒の結合能の変動を調べた。その結果これらのリガンドとの結合性にシアル酸や糖鎖は関与していないことを示唆する結果を得た。つぎにnAchRのチロシン残基がin vivoでリン酸化されているか否かについて調べた。その結果nAchRを形成するα、β、γ、δの4種のサブユニットの中主にβサブユニット分子中のチロシン残基がリン酸化をうけること、さらに僅かにδサブユニット分子中のチロシン残基も僅かにリン酸化されることがわかったがnAchRの機能発現との関連は今後の課題である。nAchRのリン酸化に関与していると考えられるプロテインキナーゼ(V_1)およびクレアチンキナーゼ(V_2)を分離精製することをも成功しそれらの生化学的性質について検討した。その結果V_1とV_2は等電点、分子量はほぼ同じであるがアミノ酸組成は相互で異なっており両者は別の蛋白分子であることがわかった。さらに〔γ^<32>-P〕ATPを用いてnAchR分子のリン酸について調べた結果V_1はα、γおよびδサブユニットをリン酸化することがわかった。

研究成果

• [文献書誌] J.M.Grognet,;A.Menez,;A.Drake,;K.Hayashi,;I.E.G.Morrison,;R.C.Hider.: European Journal of Biochemistry. 172. 383-388 (1988)
• [文献書誌] K.Ohkura,;S.Inoue,;K.Ikeda,;K.Hayashi.: Biochim.Biophys.Acta. 954. 148-153 (1988)
• [文献書誌] H.Nomoto,;N.Takahashi,;Y.Nagaki,;S.Endo,;Y.Arata,;K.Hayashi.: Neuroimmunological Diseases. 241-246 (1988)
• [文献書誌] Y.Ishigaki,;T.Sato,;Tong-Lin Song,;K.Hayashi.: Neuroimmunological Diseases. 403-406 (1988)
• [文献書誌] T.Endo,;M.Oya,;F.J.Joubert,;K.Hayashi,;T.Miyazawa.: Journal of Protein Chemistry.
• [文献書誌] T.Endo,;M.Oya,;K.Hayashi,;T.Miyazawa: Journal of Protein Chemistry.
• [文献書誌] 林恭三、野元裕: "タンパク質(II) 構造と機能編(勝部幸穂他編)--アセチルコリン受容体" 化学同人, 319-344 (1988)
• [文献書誌] 太田光煕、林恭三: "生物トキシン--ヘビ毒" 学会出版センター, 30-48 (1988)