GTP結合蛋白質をはじめとする光情報伝達分子群の多様性と進化

包括 GTP 结合蛋白在内的光转导分子的多样性和进化

基本信息

批准号：
08257204
负责人：
深田吉孝
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

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.ニワトリ松果体における概日時計の光位相調節メカニズムを知るため、光受容蛋白質ピノプシンの情報下流を検索した。具体的には、トランスデューシン類似のG蛋白質がピノプシンと共役して光情報を変換している可能性が高いと考え、ヒヨコ松果体cDNAライブラリーより、3量体G蛋白質αサブユニットの遺伝子を検索した。その結果、GT1α(桿体型トランスデューシン)・Go1α・Go2α・Gi2α・Gi3αをコードする5種類のcDNAが単離できたが、いずれも百日咳毒素によるADPリボシル化部位をもつことがわかった。松果体概日時計の光位相シフトが百日咳毒素に非感受性であることを考え併せると、これらのG蛋白質が時計の光位相シフトを媒介する可能性は低い。そこでさらに、特異抗体を用いて他のG蛋白質を探索したところ、Gq/11αが松果体に豊富に存在することを見出した。この遺伝子をヒヨコ松果体cDNAライブラリーより単離したところ、百日咳毒素によるADPリボシル化部位をもたないことがわかった。脊椎動物の光受容蛋白質はトランスデューシンGtと共役するが、イカ・タコ・ショウジョウバエなど無脊椎動物のロドプシンはGqと共役して光情報を変換増幅することが知られている。ニワトリ松果体という光受容組織においてピノプシンがGtならびにGqという2つのG蛋白質と共役しているとすれば、光情報変換のシステムとしての進化を考える上で極めて興味深い現象といえる。2.ある種の動物の脳深部には長日・短日を認識する光受容体が存在し、季節性繁殖などの生理現象を司ると考えられているが、その分子実体は全く不明であった。本研究において、光受容体遺伝子の高感度検索を行った結果、ヒキガエルの脳深部mRNAから光受容蛋白質をコードすると考えられる遺伝子を単離することに成功した。

该研究是根据申请表中列出的研究实施计划进行的，并获得了以下发现。 1。找出鸡松果腺中昼夜节律时钟的光相调节机制，我们搜索了光感受器蛋白pinopsin的下游信息。具体而言，人们认为，将类似透明蛋白的G蛋白与链球蛋白酶结合以转化光信息，并且从鸡腰粘膜cDNA库中搜索了三聚体G蛋白α亚基的基因。结果，分离了五种编码GT1α（Rod-type transducin），GO1α，GO2α，GI2α和GI3α的cDNA，但发现所有类型的cDNA被分离出来，但发现所有类型的cDNA都有余地毒素的ADP核糖基化位点。考虑到松果体昼夜节律的光相移对百日咳毒素不敏感，这些G蛋白不太可能介导时钟的光相移。此外，当我们使用特定的抗体搜索其他G蛋白时，我们发现GQ/11α在松果体中很丰富。该基因是从小鸡松果体cDNA文库中分离出来的，发现它没有百日咳毒素的ADP核糖基化位点。脊椎动物的光感受器蛋白偶联与透明蛋白GT，而无脊椎动物（如鱿鱼，章鱼，章鱼和果蝇）的视紫红质与GQ结合以转化和扩增光学信息。如果pinopsin与鸡松果腺的光感受器组织中的两个G蛋白GT和GQ耦合，那么当考虑光信息传感系统的演变时，这是一个非常有趣的现象。 2。识别长短几天的光感受器存在于某些动物的深脑中，并被认为可以控制生理现象，例如季节性繁殖，但它们的分子实体是完全未知的。在这项研究中，我们对光感受器基因进行了高度敏感的搜索，并成功地分离了一种被认为从蟾蜍的深脑mRNA中编码光感受器蛋白的基因。