Gタンパク質とエフェクター分子の相互作用

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α、β、γの3種類のサブユニットより成る3量体Gタンパク質は、細胞膜の内側に存在し、細胞外シグナルを認識する受容体から細胞内2次伝達物質を生成する酵素、イオンチャンネルなどのエフェクター分子に情報を伝える情報転換因子として機能している一群のGTP結合蛋白質である。本研究では、Gタンパク質の各サブユニットおよびいくつものエフェクターのアイソザイムの遺伝子を単離した後、それらを培養細胞あるいは大腸菌等で発現させ、Gタンパク質とエフェクター分子の相互作用を遺伝生化学的に研究し、その分子機構を明らかにすることを目的としている。今年度、先に単離した7種類のラットのGタンパク質(Gs,Gi1,Gi2,Gi3,Go1,Go2,Gz)のαサブユニットcDNAに加え新たにマウスG11,ラットG12のαサブユニットcDNAをPCR法を用いて単離し、さらにそれらの活性型変異体のcDNAを作成した。培養細胞内でのそれらのcDNAの一過性発現を行い、IP3産生、MAPキナーゼの活性化等への効果を検討中である。また、ラット脳よりGタンパク質共役K^+チャネルのcDNAのクローニングを行い、その構造を解析中である。一方、Gタンパク質βγサブユニット変異体の作成とその発現とシグナル伝達機構への影響を調べたところ、γサブユニットの脂質修飾を受けない変異体がβサブユニットと細胞質で複合体を形成し、Gタンパク質共役受容体のみならずチロシンキナーゼ型受容体からRasへのシグナルを阻害することが判明した。βγサブユニット複合体からどのような機構でRasの活性化に至るかを調べるうえで、またGタンパク質が直接作用する新しい細胞内因子の同定に、この変異体が有用なプローブとなることが示唆された。