CaMキナーゼIIに特異的な阻害ペプチドの開発と応用

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カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMキナーゼII)の生理的役割を探る為、本酵素に高度に特異的な新規ペプチドAIPを開発し、これを用いて種々の生理的反応を詳細に解析した。本研究により、得られた主な知見は以下のとおりである。1、膵臓ランゲルハンス島β細胞のグルコース刺激によるインシュリン分泌反応についてAIPを系に添加して解析した。その結果、グルコース刺激の引金となる小胞体からのcyclic ADP-riboseによるCa^<2+>放出反応にCaMキナーゼIIが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2、CaMキナーゼIIは記憶のモデルとされるLTPに深く関わっていることが知られているが、この分子機構を探る為、シナプス後肥厚(PSD)におけるAMPAタイプグルタミン酸レセプターの種々のサブユニットのリン酸化をAIPを用いて解析した。その結果、PSDにおけるGluR1のCa^<2+>依存性のリン酸化にCaMキナーゼIIが重要な役割を果たしていることが示された。3、AIPによるCaMキナーゼIIの阻害機構を明らかにする為、本酵素の活性化機構を詳細に検討した。その結果、本酵素のThr^<286/287>の自己リン酸化がCa^<2+>/カルモデュリン非依存性活性の出現のみならず、全活性のfull-activationにも必須であることが明らかとなった。4、AIPの阻害力・特異性の向上を図る為、種々の残基の置換・欠失ペプチドを合成し、構造と機能の関係を検討した。本プロジェクトは現在、進行中である。