分子細胞機能学研究室

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線虫体壁筋型トロポニン C のサイト IV Ca²⁺ 結合とトロポニン I 結合は個体発生に必須である

高谷智英¹, 寺見浩美¹, 宗田充宏², 飯尾隆義², 香川弘昭¹.

1. 岡山大学大学院自然科学研究科.
2. 名古屋大学大学院理学研究科.

Ca²⁺-binding to site IV and TnI-binding of body-wall muscle troponin C are essential for development in Caenorhabditis elegans

Tomohide Takaya¹, Hiromi Terami¹, Mitsuhiro Soda², Takayoshi Iio², Hiroaki Kagawa¹.

1. Graduate School of Science and Technology, Okayama University, Okayama, Japan.
2. Graduate School of Science, Nagoya University, Nagoya, Japan.

第42回日本生物物理学会 (京都), 2004/12/13 (ポスター).

Abstract

線虫 Caenorhabditis elegans の体壁筋は、脊椎動物の骨格筋に相当し、その筋形成は個体発生に必須である。分子機能と個体の表現型の関係を調べるため、体壁筋 TnC (TnC-1) に m1: D64N、m2: W153stop の変異を導入し、それらの形質転換体の解析を行った。m1 変異はサイト II の Ca²⁺ 結合能を失わせるが、形質転換体は正常に発生した。しかし成虫では形態異常や運動不良が観察され、サイト II が筋収縮制御に重要であることが示唆された。

一方、m2 変異はサイト IV の Ca²⁺ 結合と TnI 結合能を失わせ、形質転換体は致死となった。m2 変異を詳細に解析するため、サイト IV から H ヘリックスに至る領域に変異を導入し、これらの変異 TnC-1 の Ca²⁺ 結合および TnI 結合能を解析した。TnC-TnI の相互作用は Ca²⁺ によって促進されたが、サイト IV に Ca²⁺ 結合がない変異 TnC-1 もTnI と結合した。これらの変異 TnC-1 の形質転換体を作製したが、サイト IV の Ca²⁺ 結合と TnI 結合のどちらかが失われても、変異 TnC-1 は筋線維集合ができず、個体は致死となった。これらの解析から、生体内では TnC-1 における Ca²⁺ 結合と TnI 結合の関係がより密接になり、筋形成に必須となることが明らかになった。以上の結果より、トロポニン複合体の形成には、TnC-1 のサイト IV の Ca²⁺ 結合および TnI 結合の両方が必要であると言える。特に F152 と W153 残基は TnI 結合に必須であり、サイト IV の Ca²⁺ 結合にも関わっていた。両残基が、サイト IV の構造および H ヘリックスでの TnI 結合に関わると考えられる。これらの知見から、TnC-1 は筋収縮の制御を通して、個体発生にも重要な役割を担っていることが明らかになった。