RGS蛋白質による三量体G蛋白質サイクルの生理的制御機構の解明

RGS蛋白阐明三聚体G蛋白循环的生理控制机制

基本信息

批准号：
15790133
负责人：
石井優
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、G蛋白質サイクル調節蛋白質であるRegulators of G protein signaling (RGS)蛋白質が如何にして生理的に三量体G蛋白質シグナルを調節するか、その分子機構について統合的に解明することである。平成15年度に研究代表者は、RGS蛋白質が基底状態ではホスホリン脂質の一種である、ホスファチディルイノシトール3リン酸(PIP_3)によって抑制され、逆にカルモデュリン(CaM)がカルシウム依存性にPIP_3による抑制を脱抑制する調節機構があることを明らかにし、またこれが心房筋に存在するG蛋白質制御カリウムチャネル(G protein-gated K^+ channel : K_G)電流に見られるrelaxationと呼ばれるある特徴的な電位依存性特性の背景となっているものであることを解明した。平成16年度には研究代表者は、RGS蛋白質はホスホリン脂質のうちPIP_3と特異的に結合すること、またCaMはカルシウム依存性にRGS蛋白質に結合し、PIP_3とRGS蛋白質の結合を解離させることを明らかにした。これらPIP_3およびCaMとの結合はいずれもRGSドメイン上の塩基性アミノ酸残基クラスター上で行われ、このクラスターは20種類にもおよぶほとんどすべてのRGS蛋白質で保存されていることから、この調節機構は一般的なRGS蛋白質の制御機構であることが示唆された。さらに研究代表者は平成16年度中に、生細胞での蛍光イメージング技術(Fluorescent Resonance Energy Transfer ; FRET)を用いて、RGS蛋白質とCaMのin vivoでの結合を可視化することに成功した。また、RGS蛋白質の機能をシステムとして理解するため、G蛋白質サイクルの生理的な数理モデルを作成することに成功した。(773字)

本研究的目的是全面阐明G蛋白信号传导调节因子（RGS）（一种G蛋白循环调节蛋白）如何对三聚体G蛋白信号进行生理调节的分子机制。 2003年，主要研究人员发现RGS蛋白在基态下被磷脂酰肌醇三磷酸（PIP_3）（一种磷脂）抑制，相反，钙调蛋白（CaM）以钙依赖性方式被PIP_3抑制。有一种调节机制可以抑制心房肌中存在的 G 蛋白门控 K^+ 通道。我们澄清，这是在 K_G) 电流中观察到的称为弛豫的特征电压相关特性的背景。 2004年度，主要研究人员证明RGS蛋白与磷脂中的PIP_3特异性结合，并且CaM以钙依赖性方式与RGS蛋白结合并解离PIP_3和RGS蛋白之间的键。这两种与PIP_3和CaM的结合都发生在RGS结构域上的一簇碱性氨基酸残基上，并且该簇在几乎所有20种类型的RGS蛋白中都是保守的，所以这种调节机制是这样的，这表明这是一种通用的调节机制对于 RGS 蛋白。此外，在2004财年，主要研究人员利用荧光成像技术（荧光共振能量转移；FRET）在活细胞中成功地观察到RGS蛋白和CaM的体内结合。此外，为了理解RGS蛋白作为一个系统的功能，我们成功创建了G蛋白循环的生理数学模型。（773 个字符）