アクチン結合蛋白質コフィリンとトロポニンによる平滑筋細胞の形態と機能の調節

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本研究は、平滑筋に存在するアクチン結合蛋白質(コフィリンとトロポニン)について、細胞内の振舞い、分子の構造特性などを解明し、平滑筋の構造と機能の制御の理解に寄与することを目的とした。1.平滑筋で発現されるコフィリンについてニワトリ平滑筋、脳、骨格筋の蛋白質抽出物を二次元電気泳動とイムノブロット法を組み合わせて調べたところ、どの組織でも分子量、等電点が等しい単一のコフィリンが検出された。コフィリンの発現量は平滑筋で特に多量に見られた。一方、ラットでは脳と骨格筋のコフィリンは二次元電気泳動法で区別され、非筋型と骨格筋型アイソフォ-ムの存在が明らかになった。血管平滑筋には骨格筋型が検出された。培養平滑筋細胞(ラット大動脈由来A7r5細胞)内でコフィリンはミオシンを含む繊維状構造に存在することが免疫細胞化学的に確認された。コフィリンはDMSO処理を受けた細胞で核内移行し、一次構造上で核局在化シグナル構造(PEEI/VKKRKKAV)が推測された。この配例が実際に機能するか否かを実験的に検証するために、この構造をもつペプチド(NLS)を合成しそれにFITCー標識BSAを化学架橋し細胞内に微小注入したところ、この蛍光蛋白質は核内に移行した。このようにして、コフィリン分子内の機能をもつ核移行シグナルが同定された。2.ホヤ平滑筋トロポニンT(TNT)のcDNAの構造解析マボヤの成体平滑筋および尾芽胚尾部の横紋筋のTNTのcDNAを分離、全構造を決定した。両者の翻訳領域は全く同じであった。このことは、発生過程を通じて横紋筋と平滑筋で同一の遺伝子が発現することを示す。このアミノ酸配列は、脊椎動物TNTと81ー88%の相同性を示した。また脊椎動物TNTにみられるトロポミオシン結合部位、TNC結合部位、TNI結合部位が、ある程度保存されていた。