カルシウムイオンと細胞機能

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カルシウムイオンは細胞情報の増幅伝達において重要な細胞内メディエーターとして働いている。多岐にわたる細胞機能、例えば分泌、収縮、遊走、分化、分裂などがこのカルシウムイオンにより調節される生化学的基盤の解明は医学、生物学の広領域にまたがるメインテーマである。本総括班では昭和60年度よりカルシスム受容蛋白質やカルシウケ調節蛋白質の作用機構と高次細胞機能調節における役割について総合研究を実施した。種々の生理活性物質の細胞刺激によりイノシトールリン脂質(PI)が分解され、ジアシルグリセロール(DG)とイノシトール三リン酸(IP_3)の産生が誘起される。DGはセカンドメッセンジャーとしてプロテインキナーゼCを活性化し、同じくIP_3はカルシウムイオンの動員を促進してカルシウム受容蛋白質を活性化し、協奏的に高次の細胞機能を調節する。分子クローニングの結果、プロテインキナーゼCは多くの分子種よりなる集合体であることが判明し、そのうち7種の分子種について構造を決定した。また各分子種はそれぞれが異なった活性化機構、触媒機能及び組織、細胞内分布を示すことが明らかとなった。したがって本酵素の多様性が種々の外界情報により引き起こされる細胞応答の多様性に固有の機能的役割を果たしていることが確実となった。また一方、カルシウム依存性プロテアーゼ、カルモジュリン依存性蛋白質リン酸化酵素、カルシウムチャンネル、カルシウムポンプなどのカルシウム受容調節蛋白質の役割を以下のような問題に焦点をあてて有機的に解析し十分な成果を得ることができた。1.心筋、平滑筋での収縮、弛緩におけるカルシウムの動員、消去。2.血小板の粘着、形態変化、放出反応から凝集、血栓形成に至る一連の活性化反応。3.シナプス伝達のメカニズム及び可塑性。今回、これらの成果をとりまとめて刊行し、本総括班の本年度の目的は十分に達成することができた。