感桿型視細胞におけるロドプシンとGq型G蛋白質との相互作用ダイナミクスの解明

阐明视杆型感光细胞中视紫红质和 Gq 型 G 蛋白之间的相互作用动力学

• 批准号: 07740646
• 负责人: 寺北 明久
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740646/
• 关键词: 無脊椎動物; 視細胞; 光情報変換; ロドプシン; G蛋白質; ダイナミクス

無脊椎動物の感桿型視細胞では、動物種によりlatencyが異り、光情報を変換するための分子間ダイナミクスに差異があると考えられる。ロドプシン・Gq間相互作用のダイナミクスを解明するために、相互作用の時間軸にそった検討と、動物種間により構造が大きく異なるβサブユニットの検討が必要であると考え以下の実験を行った。A)Gqを活性化するロドプシン光反応中間体の同定 イカ感桿膜を可溶化し、GTP存在・非存在下で低温時間分解分光測定を行い、Gqと相互作用するロドプシンの反応中間体の同定を試みた。反応中間体は解明できていないが、光活性化型ロドプシンによるGqの活性化は時間と伴に低下することを見いだした。このメカニズムについては現在検討中である。最終産物であるメタロドプシン以外の中間体がGqを活性化していることも考えられる。B)ザリガニGqβの同定 ザリガニは、動物種としてはハエに近いが、latencyはイカによくにている。ザリガニのG蛋白質βサブユニッとを同定するために、Gqαと結合しているβサブユニットとを架橋材を用いて架橋し、抗Gqα抗体で免疫沈降た。その結果、39kDa蛋白質が、GTP存在下では架橋されないが、GTP非存在下でGqαと架橋され沈降した。39kDa蛋白質の部分アミノ酸配列を調べたところ、ハエのGβeと高い相同性を示した。すなわち、ザリガニGqのβサブユニットはイカタイプではなくハエタイプであり、この特異なGβeタイプのβサブユニットと短いlatencyとの関連はないことが示唆された。また、本研究結果は節足動物と軟体動物ではβサブユニットが関連する光情報変換機構に差異がある可能性も示している

在无脊椎动物杆型光感受器细胞中，潜伏期取决于动物物种，并且认为转换光学信息的分子间动力学存在差异。为了阐明Rhodopsin-GQ相互作用的动力学，我们认为有必要研究相互作用时间表并研究其结构差异显着取决于动物物种并进行以下实验的β亚基。 a）识别激活GQ的Rhodopsin光电反应中间体被溶解化并在存在GTP的情况下进行低温的时间分辨光谱，并鉴定尝试与GTP相互作用的Rhodopsin反应中间体。尽管尚未阐明反应中间体，但发现随着时间的推移，光活化的视紫红质激活GQ的激活会降低。目前正在考虑这种机制。除最终产品金属紫红质以外的中间体也有可能激活GQ。 b）小龙虾GQβ小龙虾的鉴定与动物物种相似，但是潜伏在鱿鱼中更常见。为了鉴定小龙虾的G蛋白β亚基，使用交联链链接器交联的β亚基与GQα结合，并用抗GQα抗体进行免疫沉淀。结果，在GTP存在的情况下，39 kDa蛋白没有交联，而是在没有GTP的情况下与GQα进行了交联。检查了39KDA蛋白的部分氨基酸序列，并与苍蝇中的GβE表现出很高的同源性。也就是说，小龙虾GQ的β亚基是一种蝇类型而不是鱿鱼类型，这表明这种独特的GβE型β亚基与短潜伏期之间没有关联。这项研究的结果还表明，与节肢动物和软体动物中与β亚基相关的光信息转化机制可能存在差异。

项目成果

Akihisa Terakita: "The invertebrate photo transduction cascade is similur to that of mammalian hormonal receptor System." RIKEN Review. 11. 61-62 (1995)

Akihisa Terakita：“无脊椎动物的光转导级联与哺乳动物激素受体系统相似。”

Tatsuo Suzuki: "Squid photo receptor phospholipase C is stimulated by membrane Gqα but not by solable Gqα." FEBS Letters. 377. 333-337 (1995)

Tatsuo Suzuki：“鱿鱼光受体磷脂酶 C 受膜 Gqα 刺激，但不受可溶性 Gqα 刺激。” 377. 333-337 (1995)

Akihisa Terakita: "Light-modulated subcellular localization of the alpha-subunit of GTP-binding protein Gq in Crayfish photoreceptor" Visual Neuroscience. 13(印刷中). (1996)

Akihisa Terakita：“小龙虾光感受器中 GTP 结合蛋白 Gq 的 α 亚基的光调制亚细胞定位”视觉神经科学 13（出版中）。