細胞膜リン脂質の動的代謝による新しいカルシウムイオンの動員機構

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外界シグナルがその細胞膜受容体に結合すると、細胞膜イノシトールリン脂質がホスホリパーゼCによって速やかに加水分解を受けてイノシトール-1,4,5-三リン酸(【IP_3】)が産生され、産生された【IP_3】は小胞体に作用して小胞体中の【Ca^(2+)】を細胞質へ放出させる。最近、宇井や Gompertsは、細胞膜受容体によるホスホリパーゼC反応の制御にGTP結合性蛋白質(Gi蛋白質)が関与していることを、肥満細胞や多核白血球を用いた細胞レベルの実験で示した。そこで、私共は、本特定研究において、HL-60細胞をジブチリルサイクリックAMPで多核白血球様細胞に分化させた細胞をモデル細胞として、細胞膜レベルで外界シグナルによってホスホリパーゼC反応が引き起こされる実験系をまず確立することを試みた。そして、この無細胞実験系を用いて、走化性因子であるfMLPの受容体によるホスホリパーゼC反応の制御にGi蛋白質が関与していることを実証することに成功した。すなわち、単離した細胞膜にfMLPを作用させると、用量依存的に【IP_3】の産生を促進した。fMLPによる【IP_3】産生の促進効果は微量のGTP(1-10μM)と【Ca^(2+)】(0.1-2μM)に依存しており、これらの非存在下では認められなかった。細胞膜をNADの存在下に百日咳毒素(IAP)で処理すると、fMLP依存性の【IP_3】の産生反応は抑制された。しかし、この【IP_3】産生の抑制は牛脳やラット脳から部分精製したGi蛋白質によって解除された。一方、細胞膜を放射性NADを用いてIAPで処理すると、分子量4万前後の蛋白質がADPリボシル化された。これらの実験結果から、多核白血球様に分化したHL-60細胞では、fMLP受容体と共役したイノシトールリン脂質のホスホリパーゼCによる加水分解反応にGi蛋白質が関与していることが明確になった。