糖輸送担体サブタイプのキメラを用いた膜蛋白の細胞内選別輸送機構の解析

• Project/Area Number: 06248208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡 芳知 東京大学, 医学部(病), 教授 (70175256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 穴井 元暢 東京大学, 医学部付属病院, 医員 ; 犬飼 浩一 東京大学, 医学部付属病院, 医員 ; 佃 克則 東京大学, 医学部付属病院, 医員 ; 石原 寿光 東京大学, 医学部付属病院, 医員 ; 片桐 秀樹 東京大学, 医学部付属病院, 医員
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1994: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 糖輸送担体 / キメラ蛋白

Research Abstract

グルコーストランスポーター(糖輸送担体)は細胞へのグルコースの取り込みを担う膜蛋白であり、5種類のサブタイプ(GLUT1-5)が存在する。これらは膜を12回貫通し、N末端、C末端は細胞内に存在するなど、極めて類似した構造をとっているが、その発現は組織、細胞で異なるばかりでなく、一つの細胞のなかでもその局在が異なっている。CHO細胞に発現ベクターを用いて発現させるとGLUT1は細胞膜に発現されるのに対し、GLUT4は細胞内に留まることを明らかにした。さらに、GLUT1とGLUT4の間で種々のキメラ蛋白をCHO細胞に発現させてその細胞内局在を検討し、GLUT4を細胞内に留めるために重要な部位として、アミノ酸残基96-145と316-343の二つの部位を同定した。しかし、これらの研究は、本来CHO細胞にないGLUT4を発現させることによる問題、また、細胞内に存在することを見出しても、細胞膜へターゲッテイングされないデフォールトである可能性も考えられる。そこで、ふたつのアイソフォームが別の細胞膜に発現している、小腸上皮や尿細管上皮などの局性のある細胞で検討した。ヒト小腸上皮細胞もモデルと考えられるCaco-2細胞では、GLUT5はapical側、GLUT1はbasolateral側に発現することを見出し、腎尿細管由来のMDCK細胞ではGLUT1はbasolateral側、GLUT3はapical側に発現されることを見いだした。さらに、GLUT3のC末端側にapical側へのターゲテイングシグナルが存在することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Katagiri H,et al: "A novel isoform of syntaxin-binding protein homologous to yeast Secl expressed ubiquitously in mammalian cells." J.Biol Chem. 270. 印刷中 (1995)
• [Publications] Ishihara H,et al: "Overexpression of hexokinasc I but not.GLUT1 glucose transporter alters concentration-dependency of glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic b-cell line MIN6." J Biol Chem. 269. 3081-3087 (1994)
• [Publications] Inukai K,et al: "Replacement of both tryptophan residues at 388 and 412 completely abolished cytochalasin B photolabelling of GLUT1 glucose transporter." Biochem J.302. 355-361 (1994)
• [Publications] Morita Y,et al: "Glucose transporter GLUT1 mRNA expression in the ontogeny of glucose incorporation in mouse preimplantation embryos." Biochem Biophys Res Commun. 199. 1525-1531 (1994)
• [Publications] Katagiri H,et al: "Mitochondrial diabetes mellitus:prevalence and clinical characterization of diabetes due to mitochondrial tRNALeu(UUR) gene mutation in Japanese." Diabetologia. 37. 504-510 (1994)
• [Publications] Morita Y,et al: "Application of reverse transcription-polymerase chain reaction to study the glucose transporter protein gene(GLUT) expression in preimplantation mouse embryo." J Mamm Ova Res. 11. 1-7 (1994)