グアニル酸シクラ-ゼ活性調節の分子機構の解析

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サイクリックGMPは、ホルモンや神経伝達物質などの細胞外シグナルを細胞内発現系に伝える重要なセカンドメッセンジャ-である。その合成機構の解明のため、合成反応を担っているグアニル酸シクラ-ゼの解析を行った。我々は、従来よりグアニル酸シクラ-ゼの精製、それに対する単クロ-ン抗体の作製とそれを用いた免疫組織化学的検索、および本酵素の活性化機構を解析してきた。本年度、こうした研究を背景にして、可溶性グアニル酸シクラ-ゼの70kDaサブユニットおよび82kDaサブユニットのcDNAクロ-ニングを行い、両サブユニットのcDNAとそこから推定されるアミノ酸配列を決定することに成功した。両サブユニトの一次構造を比較すると、そのN末端側の約半分は互いにユニ-クな配列をとっていた。それに対してC末端側の約半分は両サブユニット間に高いホモロジ-があり、その部分は同時に膜結合型グアニル酸シクラ-ゼや、アデニル酸シクラ-ゼともホモロジ-があった。これらのことから、可溶性グアニル酸クラ-ゼの両サブユニットとも解媒ユニット部位を持っていることが推測された。しかしながら、cDNAを哺乳類動物細胞に導入して発現させてみると、グアニル酸シクラ-ゼ活性は、両サブユニットを導入した時のみ発現され、活性発現には両サブユニットの相互作用が必要であることを示した。最近NO(一酸化窒素)によるグアニル酸シクラ-ゼの活性化が、生理的活性化機構として注目されているが、その活性化機構の解析などに、このcDNA発現系が非常に有用であると考えられる。