酵母におけるcAMPによる細胞機能の調節

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酵母細胞における細胞膜で介したCyclicとAMPカスケードの機能七分子遺伝学的手法を用いて解析を行った。酵母細胞ではCyclicAMPは細胞周期の開始G1期に必須であり、細胞内CyclicAMPの受容体はCyclicAMP依存性プロテインキナーゼの制御サブユニットである。CyclicAMPは制御サブユニットに結合すると触媒サブユニットが遊離し、この遊離したサブユニットは活性化された酵素である。そこでCyclicAMP依存性プロテインキナーゼの細胞内局在性を明らかにするためにプロテインキナーゼを精製し、ウサギに注射し抗体を作製した。この抗体はWestern blott法を用いて調べたところ、制御サブユニットとの特異的に反応することがわかったので、この抗体で細胞を間接蛍光抗体法で染色した。その結果大部分のキナーゼは核に局在し、細胞質、膜にも存在することがわかった。この結果はCyclicAMP依存性プロテインキナーゼによってリン酸化される蛋白質は転写調節に関与していることを示唆している。一方細胞質ではトレハラーゼやNAD依存性グルタミン酸脱水酵素をリン酸することによってその活性を調節して、細胞内の炭素および窒素源の代謝で制御していることも明らかにしている。また細胞膜ではイノシトールりん脂質代謝に関与しているPZキナーゼおよびPZPキナーゼ活性がCyclicAMP依存性プロテインキナーゼによって正に調節されていることもわかってきた。すなわちホスファチジルイノントールからホスフファチジル2りん酸イノシトールaの全成がCyclicAMPカスケードによって制御されており、イノシトールりん脂質カスケードが働くためにCyclicAMPが必須できることがわかった。このようにカスケード間に相互作用があることがわかった。