植物におけるサイクリックヌクレオチドを介するシグナル伝達機構

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動物の系では、ホルモンや生長因子等の生体外情報が、細胞膜に存在するシグナル伝達系で増幅され、セカンドメッセンジャーであるサイクリックAMP(cAMP)やサイクリックGMP(cGMP)等を介して、細胞の諸機能を制御することが知られており、生物の最も重要な課題の一つになっている。しかるに、植物の系では、シグナル伝達系の解析は遅れており、cAMPおよびcGMPの作用機構は殆ど明らかにされていない。動物の系でも、シグナル伝達の最終ターゲットは依然として不明である。筆者らは、細胞増殖が盛んになるためには、タンパク質生合成の活性化が必須と考え研究を進め、ペプチド鎖伸長因子EF-1のβサブユニットをリン酸化し、活性化するβ-kinaseおよびその制御因子を発見したので、シグナル伝達系におけるこれらの因子の機能を解明する。β-kinaseおよびβ-kinase制御因子に関し、以下の諸性質を明らかにした。(1)β-kinaseは、質量が36Kdで、ATPおよびGTPの両者ともリン酸供与体として利用し、heparinで阻害されること等からcasein kinase II類似の酵素であることを明らかにした。(2)β-kinaseは、粗酵素段階ではcAMPで阻害され、cGMPで促進されるが、酵素の精製が進むにつれて、両ヌクレオチドの影響は消失した。(3)β-kinase制御因子を、ほぼ均一にまで精製することに成功した。(4)精製したβ-kinaseに、β-kinase制御因子を添加すると、β-kinase活性がcAMPで阻害され、cGMPで促進されるようになった。