小脳プルキンエ細胞特異的ジアシルグリセロールキナーゼのクローニングと組織発現局在

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多種多様な細胞が著しい機能的多様性を発揮する中枢神経系では、細胞内情報伝達に関わる酵素も著しい分子多様性を示して機能していることが予想される。これらの多様な分子が担う機能は必然的にその分子の局在部位に反映されることになり、遺伝子工学的手法による分子多様性の解明に加えて、それらの形態学的な発現局在部位の解析が個々の分子の機能さらには情報伝達機構の理解への重要な鍵である。我々はこのような視点に立ち、膜リン脂質性セカンドメッセンジャー・ジアシルグリセロール(DG)の代謝酵素DGキナーゼに注目して、これまで二つのDGキナーゼアイソザイムをクローニングし(I、II型)それらの詳細な脳内発現局在を報告してきた。本研究では、ラット脳cDNAライブラリーからさらに3番目のアイソザイムをクローニングし(III型)、その構造・脳内遺伝子発現・組織分布を解析した。III型DGキナーゼcDNA葉788個のアミノ酸をコードする翻訳領域を含み、分子量は88kDaと推定された。I型およびII型とのアミノ酸配列の相同性はいずれにおいても約58%であった。一次構造中には、I型・II型と同様にEF-hand構造とZinc-finger様構造をそれぞれ二つと蛋白リン酸化酵素に見られるATP結合部位を含んでいた。ノーザンブロット法により組織分布を検索してみると、III型のmRNAは脳特異的な発現をしていた。in situハイブリダイゼーション法にて脳内遺伝子発現を観察すると、グリア細胞に発現するI型、線条体神経細胞に発現するII型とは異なり、小脳の神経細胞、特にプルキンエ細胞に豊富にmRNAの発現が認められた。このようなアイソザイムごとの特徴的な分布様式は、DGキナーゼが各々特有の情報伝達機構に関与していることを示唆している。また抗体を用いたウエスタンブロットにおいてIII型のアイソザイムは界面活性剤に不溶性の細胞骨格の分画に検出されることから細胞骨格を介した情報伝達に関与すると考えられた。