カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIの活性発現の調節

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カルモデュリン依存性プロテインキナーゼIIは脳神経組織に高い活性を有し脳の多くの蛋白質をリン酸化し、神経伝達物質の生合成と分泌、微小管の重合脱立合の調節等神経機能のダイナミックな調節に関与する極めて重要な酵素である。そこで本酵素の活性調節を明らかにすることによりキナーゼIIの関与するシナプス機能はじめ神経機能の制御機能を分子レベルで解明することを目的に研究を進めている。本年度は、本酵のαとβサブユニットのcDNAを調整し、cDNAをExpression Vectorに導入し、動物培養細胞において発現されることにより以下の結果を得た。すなわち、αとβサブユニットの両者を同時にCHO細胞に導入し酵素活性の発現を調べたところ非常に高い活性が認められた。また、α、βサブユニット単独でも酵素活性が発現するが、αβ両者同時に発現させた場合に最も高い活性が得られた。また Northerr Blotting とImmunobloltingより、それぞれα、βのmRNAと酵素蛋白が生成していることも確認できた。発現した蛋白の性質を調べたところαβ両者同時に導入したものではαβ複合体を形成し脳のキナーゼIIと同様の性質を示した。一方、αサブユニット単独でも重合し分子量は脳のキナーゼIIと同じ値を示し酵素学的性質も比較的良く似ていた。しかし、βサブユニット単独では重合せず低分子として存在したが酵素学的性質は脳の酵素とよく類似していたが、カルモデュリンに対する親和性はβサブユニット単独の場合が最も大きく、αが最も小さかった。また、発現した酵素は自己リン酸化され一時的にCa^<2+>非依存性活性が出現することがα、βサブユニット単独でもαβ複合体でも明らかとなった。このように、αβcDNAを動物細胞で発現させることにより酵素のα、βサブユニットの基本的な性質が明らかとなり、今後はこのcDNAを神経細胞に導入することにより、神経組織におけるキナーゼIIの役割を明らかにしたい。