G GAP-43 Gタンパク質を介したシグナル伝達の増強は、リン酸化とパルミトイル化の両方によって調節されています

ニューロンタンパク質GAP-43は、成長円錐膜に濃縮され、シグナル伝達プロセスを増幅すると考えられています。その神経効果のモデルとして、アフリカアフリカ型のレーヴィス卵母細胞へのGAP-43タンパク質注入は、Gタンパク質共役受容体刺激によって誘発されたカルシウム感受性塩化物電流を強く増強します。現在、このシステムで一連のGAP-43変異体を調べ、電流フラックスのこの増加に必要なGAP-43の領域を決定しました。予想どおり、パルミトイル化は、Gタンパク質の活性化をブロックすることにより、卵母細胞のシグナル増幅を阻害します。予想外に、残基41にタンパク質キナーゼCリン酸化部位を含むGAP-43（残基35-50）の2番目のドメインも、卵母細胞におけるGタンパク質共役シグナルの増強に必要です。この領域は、孤立したGOの活性化には必要ありませんが、分離されたカルモジュリンへのGAP-43結合および分離プロテインキナーゼCに必要です。Ser41のASPを卵母細胞のシグナルファシリテーターとして不活性化するASPの置換。この突然変異は、プロテインキナーゼCとカルモジュリンの両方にGAP-43結合をブロックします。したがって、GAP-43は、カルモジュリンまたはプロテインキナーゼCとの調整された同時Gタンパク質の活性化と相互作用を介して、卵母細胞シグナル伝達カスケードを調節します。

The neuronal protein GAP-43 is concentrated at the growth cone membrane, where it is thought to amplify the signal transduction process. As a model for its neuronal effects, GAP-43 protein injection into Xenopus laevis oocytes strongly augments the calcium-sensitive chloride current evoked by the G protein-coupled receptor stimulation. We have now examined a series of GAP-43 mutants in this system and determined those regions of GAP-43 required for this increase in current flux. As expected, palmitoylation inhibits signal amplification in oocytes by blocking G protein activation. Unexpectedly, a second domain of GAP-43 (residues 35-50) containing a protein kinase C phosphorylation site at residue 41 is also necessary for augmentation of G protein-coupled signals in oocytes. This region is not required for activation of isolated Go but is necessary for GAP-43 binding to isolated calmodulin and to isolated protein kinase C. Substitution of Asp for Ser41 inactivates GAP-43 as a signal facilitator in oocytes. This mutation blocks GAP-43 binding to both protein kinase C and calmodulin. Thus, GAP-43 regulates an oocyte signaling cascade via coordinated, simultaneous G protein activation and interaction with either calmodulin or protein kinase C.