カルシウムによる成長円錐運動制御機構の解析(2)

钙对生长锥运动控制机制解析（二）

基本信息

批准号：
16015221
负责人：
石川良樹
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16015221/
关键词：
アクチンドレブリンミオシンV

项目摘要

ドレブリンは我々がラット胎児脳から精製したアクチン結合蛋白質で、突起伸長期に大量に発現することから、この時期のアクチン構造調節に深く関わっていると予想される。すでに精製蛋白質の解析によりトロポミオシン、ファシン、ミオシンIIの活性を抑制する事を報告しているが、得られる蛋白量に限界があり、解析が滞っていた。ドレブリンの大腸菌発現系による発現が可能になったので、これが生成成長円錐に局在するカルシウム感受性アクチン系細胞骨格蛋白質とどのような相互作用をするか、解析を行なった。発現ドレブリンはアクチン4分子にドレブリン1分子の割合で、アクチン線維にストイキオメトリカルに結合した。Ca2+/カルモジュリン依存的アクチン結合蛋白質であるカルデスモンのアクチン結合を70%阻害した。この阻害効果はトロポミオシンで促進された。pEGFP-ドレブリンでドレブリンとカルデスモンの局在を調べた所、カルデスモンはフィロポディア全体にわたって局在したが、ドレブリンはフィロポディア基部に局在していた。カルデスモンは、N-WASPとArp2/3によるアクチン重合の促進を阻害する事から、これらの因子を介してドレブリンが成長円錐辺縁部におけるアクチン重合を調節する可能性が示唆される。また、ドレブリンはミオシンVのアクチン活性化ATPase活性を60%阻害したが、アクチン滑り速度には影響を及ぼさなかった。このことは、ドレブリンを結合したアクチンレール上では少ないエネルギーで長い距離滑り運動が出来る事を示唆している。以上の結果、及び同じくカルシウムでアクチン結合が調節されるアクチン束化蛋白質ファシンの活性がドレブリンで阻害されるという以前の報告を総合すると、ドレブリンは、成長円錐のアクチン系細胞骨格蛋白質のカルシウム感受性を消失させる働きがあると考えられる。

Drebrin是我们从胎鼠脑中纯化得到的一种肌动蛋白结合蛋白，由于它在伸长期大量表达，因此预计将深度参与这一时期肌动蛋白结构的调节。据报道，通过分析纯化的蛋白质，原肌球蛋白、肌成束蛋白和肌球蛋白II的活性受到抑制，但由于可获得的蛋白质量有限，因此分析被推迟。由于我们能够使用大肠杆菌表达系统表达drebrin，因此我们分析了它如何与位于新生生长锥中的基于钙敏感肌动蛋白的细胞骨架蛋白相互作用。表达的drebrin以一个drebrin分子与四个肌动蛋白分子的比例化学计量地结合至肌动蛋白纤维。 caldesmon（一种 Ca2+/钙调蛋白依赖性肌动蛋白结合蛋白）的肌动蛋白结合被抑制 70%。原肌球蛋白增强了这种抑制作用。当我们使用pEGFP-drebrin研究drebrin和caldesmon的定位时，caldesmon定位于整个丝状伪足，但drebrin定位于丝状伪足的基部。 Caldesmon 抑制 N-WASP 和 Arp2/3 对肌动蛋白聚合的促进，表明 Drebrin 可能通过这些因素调节生长锥边缘的肌动蛋白聚合。此外，drebrin 可抑制肌动蛋白 V 的肌动蛋白激活的 ATP 酶活性达 60%，但对肌动蛋白滑动速度没有影响。这表明在与德雷蛋白结合的肌动蛋白轨道上只需很少的能量就可以进行长距离滑动运动。综上所述，这些结果和之前的报道认为，drebrin抑制肌动蛋白成束蛋白肌成束蛋白的活性，其肌动蛋白结合也受钙调节，表明drebrin抑制生长锥中基于肌动蛋白的细胞骨架蛋白的钙敏感性。它具有消失的功能。