脳のカルシウム/カルモデュリン/キナーゼ/キナーゼ・カスケード

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脳には、カルシウム/カルモデュリン依存性の多機能性蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼ)としてCaMキナーゼI、II、IVの3種類の酵素が知られており、このうちCaMキナーゼIVとIは上流のカルシウム/カルモデュリン依存性の蛋白質燐酸化酵素(CaMキナーゼキナーゼ)によって燐酸化され、活性化されることが明らかになっている。本研究課題ではこのカルシウム/カルモデュリン/キナーゼ/キナーゼ・カスケードを研究し、次のような成果を上げた。CaMキナーゼIVがCaMキナーゼキナーゼによって燐酸化される部位を燐酸化ペプチドの解析によりN末端から196番目のスレオニンであることを明らかにした。CaMキナーゼカスケードの上流酵素、CaMキナーゼキナーゼの性質を組み換え酵素(CaMキナーゼキナーゼα)を用いて検討し、CaMキナーゼIのスレオニン177とCaMキナーゼIVのスレオニン196を特異的に燐酸化する基質特異性が極めて厳密なプロテインキナーゼであることを明らかにした。CaMキナーゼキナーゼのアイソフォーム(CaMキナーゼキナーゼβ)のcDNAをラットの小脳からクローニング、しαアイソフォームと比較検討した。βアイソフォームの特異抗体を調製して脳内部位分布を調べ、αアイソフォームの分布と比較した。CaMキナーゼIVはカルシウム/カルモデュリンとインキュベートするとCaMキナーゼキナーゼ低感受性型酵素に転換されることを見出し、CaMキナーゼカスケードの新しい制御機構の可能性を示した。