神経系における蛋白質燐酸化反応の意義

The functional significance of protein phosphorylation in the nervous system.

I．はじめに

　脳神経系は精妙な電気回路として神経インパルスが伝導されている。シナプスでは化学伝導物質が放出され，その伝達が行なわれる。神経インパルス，神経伝達物質が神経終末，後シナプス膜に到達すると，形質膜での信号変換が起こり，細胞内にいわゆる第2メッセンジャーであるcAMP，cGMP，Ca^2＋，ジアシルグリセロール，イノシトール三燐酸が細胞内に産生される。これら活性物質の標的因子は，それぞれに特定のプロテインキナーゼが重要であり，その活性化を介して，作用を発揮していると考えられている。

　蛋白質燐酸化反応に関する研究は広範囲にわたっている。脳には，十数種にのぼるプロテインキナーゼが同定されている^1～3）。セリン/スレオニン残基を燐酸化する酵素と，チロシン残基を燐酸化するチロシンキナーゼに大別できる。脳内には，これらプロテインキナーゼによって燐酸化される燐酸化蛋白質が多数同定されている^1～3）。その中には，構造蛋白質や受容体，イオンチャネル，酵素などの機能蛋白質が含まれている。

　Chemical transmitters are released at synapses and stimulate respective receptors at postsynaptic membranes in the nervous system. When the nerve impulses reach the nerve endings and neurotransmitters are released at synapses, the signal transduction occurs at the plasma membranes. Consequently, the levels of the second messengers such as cAMP, cGMP, Ca²⁺, diacylglycerol and inositol trisphosphate increase in the nerve cells. The target substances for these active compounds may be protein kinases if not all. Therefore, the actions of the 2nd messengers may be mediated through the activation of protein kinases.

　Protein phosphorylation may be involved in many kinds of cellular functions in the nervous system. There are many 2nd messenger-dependent and independent-protein kinases in the tissue, which are classified into Ser/Thr kinases and tyrosine kinases. More than 50 phosphoproteins are found in the brain, among which structural and functional proteins are included.