脂質修飾された視細胞G蛋白質による光情報変換機構の解析

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交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を進め、以下の知見を得た。1.ウシ視細胞のG蛋白質トランスデューシン(Tαβγ)のαサブユニット(Tα)のN末端には四種類の脂肪酸が結合している。このうち不飽和脂肪酸C14:1およびC14:2の構造を決定するため、各種異性体を化学合成して天然物と比較解析した結果、それぞれ5-cisおよび5-cis、8-cisであることが判明した。この珍しい脂肪酸修飾の生理的意味を知るため、TαのN末端領域に対応する脂肪酸付加ペプチドを合成し、Tαβγに対する効果を調べた。その結果、脂肪酸の違いによってTβγに対するTαの親和性が異なる可能性が示唆された。2.TγのC末端Cys残基はS-ファルネシル化され、α-カルボキシル基はメチル化されている。このメチル化の役割を知るために、メチル化型Tβγと脱メチル型Tβγを分離した。この両者の機能を比較した結果、Tγのメチル化は、ファルネシル化と相加的にTαとTβγの間の相互作用を増強し、受容体-G蛋白質間の情報伝達を加速することがわかった。また、Tγのメチル化は不可逆であり、生体内でTγはほぼ完全にメチル化されていることが示唆された。3.桿体と錐体の生理機能の違いが、光受容体のレベルでどのように説明できるかを調べるため、ニワトリ網膜からロドプシンと緑錐体光受容体を精製した。両者の光反応過程を解析した結果、生理活性をもつメタII中間体の生成・崩壊の時定数に顕著な違いがあることを見出した。現在、さらに定量的な解析を行っている段階である。4.桿体Tαと錐体TαのcDNA塩基配列に基づいて、これらを特異的に認識するペプチド抗体を作成した。これらの抗体を用いて生化学的、免疫組織化学的検討を行った結果、色感受性の異なる四種類のニワトリ錐体は、共通(42kDa)のG蛋白質αサブユニットをもっていることが示された。