カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII遺伝子の脳特異的発現の分子制御機構

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Ca^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(CaM kinase II)は高次神経活動に深く関わっていると考えられている。その中で海馬等の大脳に特異的に多く見られるαアイソフォーム(α CaM kinase II)遺伝子の構造並びに培養神経細胞中での発現を調べるためにそのゲノム構造を解析した。その結果、αアイソフォーム遺伝子の全長は50kbp以上に及び、cDNAのコーディング領域は少なくとも18個のエクソンから成っていた。α CaM kinase IIはアミノ末端側から触媒部位、調節部位と会合部位で構成されているが、それぞれはex.1-10、ex.11-13、ex.14-18にコードされていた。更に詳細に検討すると、ATP結合部位、自己リン酸化部位、カルモデュリン結合部位、会合ドメインとのリンク構造部位の各機能ドメインはそれぞれex.1、ex.11、ex.12、ex.13の各エクソン内にコードされており、一つの機能ドメインが一つのエクソンを構成していることが明らかになった。また、断片的に得られているβアイソフォーム遺伝子の構造と比較してみると、両遺伝子はエクソン構造上でも高い類似性を示した。培養細胞におけるα CaM kinase II遺伝子プロモーターによる転写活性化能を検討したところ、CHOやBALB/c3T3等の非神経細胞中ではコントロールとなるウイルスプロモーターに比べ転写活性はいずれも非常に低かったのに対して、神経芽細胞Neuro 2aではそれと同等か、それをかなり上回る活性を示し、このプロモーターが神経特異性に機能することが分かった。