カルシウム-カルモジュリン情報伝達系に関する分子生理学的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

カルモデュリン(CaM)はCa^2結合タンパク質であり、数多くの酵素活性を調節することから細胞内の主要なCa^2受容体として考えられてきた。分子生物学的な解析から、酵母(Saccharomyces cerevisiae)においてはCaMは細胞増殖に必須であり、特に細胞周期の核分裂に重要な働きをしていることが示されている。しかし酵母のCaMと高等生物のCaMは一次構造上アミノ酸配列で約60%しかホモロジーがないため、細胞増殖、核分裂における酵母CaMの必須性も高等生物のCaMにまで一般化できるかどうか不明であった。そこで本研究では高等動物のCaMと酵母のCaMとに機能的に互換性があるかどうかを調べた。まず鶏CaMのcDNAを酵母内で働くCALIプロモーター下につなぎ、ガラクトースで鶏CaMを発現できるpGCAM211プラスミドを作成した。そしてこのプラスミドが、酵母のCaMの遺伝子破壊株を相補出来るかどうかを調べた。CaMは増殖に必須であるためその遺伝子破壊株は増殖できないがpGCAM211を持たせると増殖可能となった。またこの株の増殖はガラクトース依存であったので、鶏CaMの発現により酵母CaM遺伝子破壊株が増殖可能になったことが示唆された。さらに酵母のCaMと鶏CaMとが免疫交差しないことを利用して、確かにCaMの遺伝子破壊株では酵母のCaMは発現していないこと、酵母内で鶏CaMが発現していることをウェスターンブロティングにより示した。また鶏CaMを発現している酵母からCaMを精製し、生化学的性質を調べてみると、鶏CaMのそれと同一であった。以上の結果は鶏CaMが確かに酵母内で発現していて、酵母のCaMの遺伝子破壊株を相補していることを示しており、機能的にみて酵母のCaMと鶏CaMは相同であることが示された。さらに鶏CaMの発現を停止させた時、細胞はやはり核分裂ができずに増殖を停止した。従って核分裂における必須性において、CaMは酵母から鶏までよく保存されていることがわかった。