低分子量G蛋白質とその標的蛋白質による血管構築の分子機構

血管の構築は、動脈硬化などの様々な疾患に深く関与している。しかし、血管が構築される分子メカニズムは依然として不明である。一方、我々は低分子量GTP結合蛋白質のRhoファミリーのうち、Rhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるPKN、Rho-kinase、myosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を見出している。我々は、Rho-kinaseがMBSをリン酸化してmyosin phosphataseの活性を抑制するとともに、myosin light chainそのものも直接リン酸化することを見出した。Rho-kinaseは、この二つのpathwayによりmyosin light chainのリン酸化レベルを上昇させ、その結果myosin ATPase活性を上昇させることを見出した。また、Rho-kinaseの新たな基質として細胞膜裏打ち骨格蛋白質のひとつであるERMファミリーを見出した。ERMは、MBSと直接結合して、複合体を形成することによりリン酸化されやすくなることも見出した。Cdc42とRaclの標的蛋白質IQGAPlが、細胞間接着部位に濃縮されcadherin・cateninと直接結合することを見出した。さらに、IQG7XP1をoverexpressするとcadherin依存性の細胞間接着が抑制されることを見出した。このIQG7XP1の作用は活性型Cdc42によりreverseされた。また、血管内皮細胞においても、IQGAP1は細胞間接着部位に濃縮されていることを見出した。血管の構築には、内皮細胞などの細胞骨格系のrearrangementや細胞間接着による極性形成が必須である。本年度の、我々のこれらの成果は血管構築の分子メカニズムを理解する上で、極めて重要である。したがって、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

血管の構築は、動脈硬化などの様々な疾患に深く関与している。しかし、血管が構築される分子メカニズムは依然として不明である。一方、我々は低分子量GTP結合蛋白質のRhoファミリーのうち、Rhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるPKN、Rho-kinase、myosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を見出している。我々は、Rho-kinaseがMBSをリン酸化してmyosin phosphataseの活性を抑制するとともに、myosin light chainそのものも直接リン酸化することを見出した。Rho-kinaseは、この二つのpathwayによりmyosin light chainのリン酸化レベルを上昇させ、その結果myosin ATPase活性を上昇させることを見出した。また、Rho-kinaseの新たな基質として細胞膜裏打ち骨格蛋白質のひとつであるERMファミリーを見出した。ERMは、MBSと直接結合して、複合体を形成することによりリン酸化されやすくなることも見出した。Cdc42とRaclの標的蛋白質IQGAPlが、細胞間接着部位に濃縮されcadherin・cateninと直接結合することを見出した。さらに、IQG7XP1をoverexpressするとcadherin依存性の細胞間接着が抑制されることを見出した。このIQG7XP1の作用は活性型Cdc42によりreverseされた。また、血管内皮細胞においても、IQGAP1は細胞間接着部位に濃縮されていることを見出した。血管の構築には、内皮細胞などの細胞骨格系のrearrangementや細胞間接着による極性形成が必須である。本年度の、我々のこれらの成果は血管構築の分子メカニズムを理解する上で、極めて重要である。したがって、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。