1996 Fiscal Year Annual Research Report

脳の遺伝子発現を制御するカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素IV

Research Project

Project/Area Number	08271203
Research Institution	Asahikawa Medical College
Principal Investigator	藤澤仁旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)
Keywords	カルシウムイオン / カルモデュリン / 脳 / 蛋白質燐酸化酵素 / シグナル伝達 / プロテインキナーゼキナーゼ / 酵素活性の調節 / 核
Research Abstract	1.CaMキナーゼキナーゼβの研究カルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素IV(CaMキナーゼIV)は中枢神経系細胞の核に特異的に分布する多機能性蛋白質燐酸化酵素で、カルシウムシグナルに応答して中枢神経細胞の遺伝子の発現を制御する重要な酵素であると考えられる。我々はCaMキナーゼIVを燐酸化して著明に活性化する上流のカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼキナーゼ)を脳に見い出し研究を進めたが、CaMキナーゼキナーゼはCaMキナーゼIVと同様に神経細胞の核に分布してはいるもののCaMキナーゼIVが最も多く存在する小脳の顆粒細胞層には殆ど存在しないことが明らかになり、CaMキナーゼキナーゼの特異抗体を用いて免疫滴定を行ったところ、小脳や大脳皮質などに我々がクローン化したCaMキナーゼキナーゼ(α)とは別のCaMキナーゼキナーゼのアイソフォーム(β)が存在することが明らかになった。そこでCaMキナーゼキナーゼβをラットの小脳から精製しその性質を研究した。 2.CaMキナーゼIVの活性制御機構の研究 CaMキナーゼIVはカルシウム/カルモデュリン存在下でも殆ど活性がなくCaMキナーゼキナーゼによって燐酸化されてはじめて著明に活性化される。大腸菌に発現したCaMキナーゼキナーゼαを用いてCaMキナーゼIVの活性化の機構を調べ、CaMキナーゼIVはN末端から196番目のスレオニン(スレオニン-196)をCaMキナーゼキナーゼによって燐酸化されて活性化されることを明らかにした。またCaMキナーゼキナーゼαは多数の燐酸化サイトをもつCaMキナーゼIVのスレオニン-196しか燐酸化しない基質特異性の高い酵素であることも明らかにした。活性化されたCaMキナーゼIVは、その後カルシウムイオン濃度が低下するとセリン-332を自分で自己燐酸化して活性を失うことを明らかにした。

Research Products

(16 results)

All Other

All Publications (16 results)

[Publications] K.Yoshida: "Differential Distribution of CaM Kinases and Induction of c-fos Expression by Flashing and Sustained Light in Rat Retinal Cells" Inv.Ophthalmol.Vis.Sci.37・1. 174-179 (1996)
[Publications] A.Ishida: "Evidence that autophosphorylation at Thr-286/Thr-287 is required for full activation of calmodulin-dependent protein kinase II" Biochim.Biophys.Acta. 1311. 211-217 (1996)
[Publications] Y.Nakamura: "Distribution of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase kinase α in the rat central nervous system : an immunohistochemical study" Neuroscience Letters. 204・1.2. 61-64 (1996)
[Publications] S.Watanabe: "Inactivation of calmodulin-dependent protein kinase IV by autophosphorylation of serine 332 within the putative calmodulin-binding domain" J.Biol.Chem.271・12. 6903-6910 (1996)
[Publications] .Okuno: "Evidence for the Existence of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV Kinase Isoforms in Rat Brain" J.Biochem.119・6. 1176-1181 (1996)
[Publications] I.Kameshita: "Detection of Protein Kinase Activities toward Oligopeptides in Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel" Anal.Biochem.237・2. 198-203 (1996)
[Publications] A.Shimomura: "Calmodulin-dependent Protein kinase II Potentiates Transcriptional Activation througy Activating Transcription Factor 1 but Not cAMP Response Element-binding Protein" J.Biol.Chem.271・30. 17957-17960 (1996)
[Publications] R.Sugai: "Molecular Cloning of a Novel Protein Containing the Association Domain of Calmodulin-Dependent Protein Kinase II" J.Biochem.120・4. 773-779 (1996)
[Publications] S.Okuno: "Purification and Characterization of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase β from Rat Cerebellum" J.Biochem.121. 155-160 (1997)
[Publications] I.Kameshita: "Detection of Protein Phosphatase Activities in SDS-Polyacrylamide Gel Using Peptide Substrates" Anal.Biochem.(in press).
[Publications] T.Kitani: "Studies on the Site of Phosphorylation of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase (CaM-Kinase) IV by CaM-Kinase Kinase" J.Biochem.(in press).
[Publications] 石田敦彦: "Clinical Neuroscience" 中外医学社, 4 (1996)
[Publications] 奥野幸子: "生化学" 日本生化学会, 5 (1996)
[Publications] 亀下勇: "生化学" 日本生化学会, 4 (1996)
[Publications] H.Fujisawa: "ELSEVIER" Integrative and Molecular Approach to Brain Function, 4 (1996)
[Publications] 奥野幸子: "蛋白質・核酸・酵素" 共立出版, 6 (1997)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

脳の遺伝子発現を制御するカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質燐酸化酵素IV

Principal Investigator

藤澤 仁 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)

Research Products

[Publications] K.Yoshida: "Differential Distribution of CaM Kinases and Induction of c-fos Expression by Flashing and Sustained Light in Rat Retinal Cells" Inv.Ophthalmol.Vis.Sci.37・1. 174-179 (1996)

[Publications] A.Ishida: "Evidence that autophosphorylation at Thr-286/Thr-287 is required for full activation of calmodulin-dependent protein kinase II" Biochim.Biophys.Acta. 1311. 211-217 (1996)

[Publications] Y.Nakamura: "Distribution of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase kinase α in the rat central nervous system : an immunohistochemical study" Neuroscience Letters. 204・1.2. 61-64 (1996)

[Publications] S.Watanabe: "Inactivation of calmodulin-dependent protein kinase IV by autophosphorylation of serine 332 within the putative calmodulin-binding domain" J.Biol.Chem.271・12. 6903-6910 (1996)

[Publications] .Okuno: "Evidence for the Existence of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase IV Kinase Isoforms in Rat Brain" J.Biochem.119・6. 1176-1181 (1996)

[Publications] I.Kameshita: "Detection of Protein Kinase Activities toward Oligopeptides in Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel" Anal.Biochem.237・2. 198-203 (1996)

[Publications] A.Shimomura: "Calmodulin-dependent Protein kinase II Potentiates Transcriptional Activation througy Activating Transcription Factor 1 but Not cAMP Response Element-binding Protein" J.Biol.Chem.271・30. 17957-17960 (1996)

[Publications] R.Sugai: "Molecular Cloning of a Novel Protein Containing the Association Domain of Calmodulin-Dependent Protein Kinase II" J.Biochem.120・4. 773-779 (1996)

[Publications] S.Okuno: "Purification and Characterization of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase β from Rat Cerebellum" J.Biochem.121. 155-160 (1997)

[Publications] I.Kameshita: "Detection of Protein Phosphatase Activities in SDS-Polyacrylamide Gel Using Peptide Substrates" Anal.Biochem.(in press).

[Publications] T.Kitani: "Studies on the Site of Phosphorylation of Ca^<2+>/Calmodulin-Dependent Protein Kinase (CaM-Kinase) IV by CaM-Kinase Kinase" J.Biochem.(in press).

[Publications] 石田敦彦: "Clinical Neuroscience" 中外医学社, 4 (1996)

[Publications] 奥野幸子: "生化学" 日本生化学会, 5 (1996)

[Publications] 亀下勇: "生化学" 日本生化学会, 4 (1996)

[Publications] H.Fujisawa: "ELSEVIER" Integrative and Molecular Approach to Brain Function, 4 (1996)

[Publications] 奥野幸子: "蛋白質・核酸・酵素" 共立出版, 6 (1997)

藤澤仁旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)