ヒトデ卵成熟機構におけるGTP結合蛋白質の役割

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ヒトデ卵母細胞は、ホルモンである1-メチルアデニン(1-MA)によって減数分裂を再開し成熟する。我々は平成4年度までに、1‐MAが卵表のレセプターと結合し、GTP結合蛋白質(G)のalphaサブユニット(Galpha)を活性化することを明らかにした。平成5年度はGalpha以降の情報伝達系を解明するために、Gのbetagammaサブユニット(Gbetagamma)の役割に着目した。一般にGはalphabetagamma三量体で存在しており、ホルモンの刺激によってbetagammaからalphaが解離する。さらにalphaは特定の酵素と相互作用することにより、情報は伝達されていく。驚くべきことに、ヒトデ卵表より精製したbetagammaを卵母細胞へインジェクションしたところ、1-MAなしで卵は成熟した。この時、細胞質には卵成熟促進因子(MPF)が形成されていた。また、高活性のヒストンH1キナーゼも検出できたことから、Gbetagammaはcdc2キナーゼを活性化することが明らかとなった。Gbetagammaによって成熟した卵は、正常に受精して卵割したので、その作用は生理的であると考えられた。もともとGbetagammaは細胞膜に存在しているので、その作用部位も細胞膜近傍にあると予想される。しかし、Gbetagammaのインジェクション部位を変えて検討したところ、卵核胞の附近>卵核胞>細胞膜の附近、といった順で、卵は早く成熟した。さらにGbetagammaを蛍光物質で標識してインジェクションしたところ、Gbetagammaは拡散せず、インジェクションされた部位にとどまることが確認できた。これらの結果は、Gbetagammaの作用点が細胞質内部にあることを示唆している。Gbetagammaは直接cdc2キナーゼを活性化するのではなく、さらに別の分子が介在すると予想される。現在、蛋白質のリン酸化を指標として、Gbetagammaによって活性化される分子の単離を試みている。