細胞内シグナルネットワークにおけるGタンパク質の構造と機能

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αβγの3種類のサブユニットよりなるGタンパク質は、膜7回貫通型受容体と連関し、細胞内に情報を伝えるシグナルのトランスデューサーとして働いている。一方、哺乳動物のMAPキナーゼは、主にERK、JNK、p38の3種類のグループに分けられ、ERKが細胞の増殖や分化に、JNKとp38は、アポトーシスやストレス応答に関与することが明らかにされつつある。しかし、Gタンパク質から各々のMAPキナーゼの活性化に至る分子機構に関しては多くの不明の点が残されている。そこで、Gタンパク質の各サブユニットから、どのような分子を介して各々のMAPキナーゼが活性化されるかを検討した。その結果、Gα12からJNKへのシグナル伝達経路にSrcファミリーチロシンキナーゼと低分子量GTP結合タンパク質のひとつであるRhoが関与すること、またRhoの上流でSrcが働くことが明らかとなった。一方、Giを介するJNKの活性化は、GαiとGβγの両方を介すること、そしてGβγによるJNKの活性化は主にMKK4を介するのに対して、GαiによるJNKの活性化はMKK4とMKK7のいずれも介さず新規のMKKが存在する可能性が強く示唆された。また、アラキドン酸生成の律速酵素であるホスホリパーゼA_2のGタンパク質共役受容体を介するシグナルによる活性化において持続的な細胞内Ca^<2+>の上昇およびそれに伴うホスホリパーゼA_2の核周辺への移行が必要であることが明らかとなった。また、Gタンパク質によって直接活性が制御されるGタンパク質共役内向き整流K^+チャネルは、GγがなくてもGβと結合できるがGβ単独では活性化されないことが明らかとなった。