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cyclic ADP-ribose合成・分解酵素の基質と調節因子の結合部位の決定

Research Project

Project/Area Number 09780559
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

東郷 暁  東北大学, 医学部, 助手 (40282123)

Project Period (FY) 1997 – 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 1998: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordscyclic ADP-ribose / second messenger / CD38 / ADP-ribosyl cyclase / cyclic ADP-ribose hydrolase
Research Abstract

cyclic ADP-ribose(cADPR)は申請者らがインスリン分泌のセンカンドメッセンジャーとして新しく見出した細胞内情報伝達物質である。申請者らはまた、cADPRの合成・分解酵素の実体はCD38であり、CD38のcADPR分解酵素活性はATPによって抑制されることを明らかにしている。従って、cADPR合成・分解の調節機構を分子レベルで理解するためには、cADPR合成・分解酵素の基質(NAD、cADPR)と調節因子(ATP)の結合部位を同定することが重要であると考えられる。平成10年度の研究は当初計画どおり進行し、以下のような成果が得られた。
平成9年度にはNAD、cADPR、ATPに共通するadenosine部分の類似体である5'-p-fluorosufonyl-benzoyladenosine(FSBA)で標識したCD38のエンドペプチダーゼ消化断片から、FSBA-ペプチド断片を同定した。そこで、
1.同定したペプチド断片のアミノ酸配列をペプチド-クエンサーを用いて決定したところ、CD38の129番目のリジン(Lys129)がFSBA結合部位であることが明らかとなった。
2.Lys129をアラニンまたはアルギニンに変異させたCD38を精製した。抗FSBA抗体を用いたウェスタン法の結果、これらの変異CD38はFSBAと結合しないことが明らかとなった。
3.ゲル濾過カラムを用いてCD38のcADPRとの結合活性の検討を行ったところ、これらの変異CD38はcADPRと結合しないことが明らかとなった。
4.酵素学的な検討を行なったところ、これら変異型CD38はcADPR分解活性を消失したが、NADを基質とするcADPR合成活性は保持されていた。
従って、Lys129がcADPRとATPの共通の結合部位であることから、ATPがLys129でcADPRと競合的に作用することによりCD38のcADPR分解活性を抑制すると考えられた。

Report

(2 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • 1997 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All Other

All Publications (27 results)

  • [Publications] Shin Takasawa: "Cyclic ADP-ribose and inositol 1,4,5-trisphosphate ad alternate second messengers for intracellular Ca^<2+> mobilization in normal and diabetic β-cells." Journal of Biological Chemistry. 273・5. 2497-2500 (1998)

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  • [Publications] Fumiko Ikehata: "Autoantibodies against CD38(ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrotase)that impair glucose-induced insulin secretion in noninsulin-dependent diabetes patients." Journal of Clinical Investigation. 102・2. 395-401 (1998)

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  • [Publications] Kazuo Yagui: "A missence mutation in the CD38 gene.a novel factor for insulin secretion: association with Type II diabetes mellitus in Japanese subjects and evidence of abnormal function when expressed in vitro." Diabetologia. 41・9. 1024-1028 (1998)

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  • [Publications] 黒木実智雄: "膵ランゲルハンス島のリアノジン受容体型Ca^<2+>チャンネルcDNAの単離と構造決定" 糖尿病. 41・suppl.1. 391-391 (1998)

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  • [Publications] 中沢哲也: "cyclic ADP-ribose結合蛋白質(FK506-binding protein)遺伝子の構造と染色体座位" 糖尿病. 41・suppl.1. 434-434 (1998)

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  • [Publications] 加藤一郎: "CD38ノックアウトマウスの作製とその膵β細胞のグルコース刺激インスリン分泌の低下" 糖尿病. 41・suppl.1. 136-136 (1998)

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  • [Publications] 黒木実智雄: "膵ランゲルハンス島で発現している新しいリアノジン受容体型Ca^<2+>チャンネルcDNAの単離と構造決定" 生化学. 70・8. 778-778 (1998)

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  • [Publications] 加藤一郎: "CD38/サイクリックADPリボース情報伝達系:CD38ノックアウトマウスを用いた解析" 生化学. 70・8. 931-931 (1998)

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  • [Publications] 高沢 伸: "Cyclic ADP-riboseとInsulin分泌におけるCa^<2+>シグナルの分子機構" 分子生物学会. 21. 199-199 (1998)

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  • [Publications] 阿部倫明: "新しいReg遺伝子(Reg IIIδ)の発現:その構造決定とマウスRegファミリーの遺伝子地図の作製" 糖尿病. 42(in press). (1999)

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  • [Publications] Akira Tohgo: "Lysine 129 of CD38 (ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase) participates in the binding of ATP to inhibit the cyclic ADP-ribose hydrolase." Journal of Biological Chemistry. 272・7. 3879-3882 (1997)

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  • [Publications] Shin Takasawa: "Cyclic ADP-ribose and inositol 1, 4, 5-trisphosphate as alternate second messengers for intracellular Ca^<2+> mobilization in normal and diabetic β-cells." Journal of Biological Chemistry. 273・5. 2497-2500 (1998)

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  • [Publications] Naoya Noguchi: "Cyclic ADP-ribose binds to FK506-binding protein 12.6 to release Ca^<2+> from islet microsomes." Journal of Biological Chemistry. 272・6. 3133-3136 (1997)

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  • [Publications] Koji Nata: "Human gene encoding CD38 (ADP-ribosyl cyaclase/cyclic ADP-ribose hydrolase) : organization, nucleotide-sequences and altarnetive splicing." Gene. 186・2. 285-292 (1997)

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  • [Publications] Hiroshi Okamoto: "Synthesis and hydrolysis of cyclic ADP-ribose by human leukocyte antigen CD38 : Inhibition of hydrolysis by ATP and the physiological significance." Methods in Enzymology. 280. 306-318 (1997)

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  • [Publications] Hiroshi Okamoto: "Identification of cyclic ADP-ribose-binding protein in ryanodine receptor of islet microsomes" Diabetes. 46・suppl. 1. 214A-214A (1997)

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  • [Publications] Hiroshi Okamoto: "Autoantibodies against CD38 (ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase) in diabetic patients" Diabetologia. 40・suppl. 1. A108-A108 (1997)

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  • [Publications] 東郷 暁: "ATPによる膵β細胞内cyclic ADP-ribose生成の調節機構の解明" 糖尿病. 40・suppl. 1. 211-211 (1997)

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  • [Publications] 野口直哉: "膵β細胞のcyclic ADP-ribose感受性Ca^<2+>チャンネルからのCa^<2+>放出機構:FK506結合タンパク質の関与" 糖尿病. 40・suppl. 1. 211-211 (1997)

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  • [Publications] 八木一夫: "NIDDMにおけるCD38遺伝子異常の検索と変異Arg140Trp-CD38の検討" 糖尿病. 40・suppl. 1. 638-638 (1997)

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  • [Publications] 東郷 暁: "CD38 (ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase)のATPによる活性調節機構の解明" 生化学. 69・7. 638-638 (1997)

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  • [Publications] 野口直哉: "FK506結合蛋白質12.6を介するcyclic ADP-ribose感受性Ca^<2+>チャンネルからのCa^<2+>放出" 生化学. 69・7. 638-638 (1997)

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  • [Publications] 東郷 暁: "ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase (CD38)のATPによる調節とその分子構構" 生化学. 69・11. 1319-1319 (1997)

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  • [Publications] 野口直哉: "FK506結合蛋白質のcyclic ADP-ribose結合活性とその生理的意義" 生化学. 69・11. 1319-1319 (1997)

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  • [Publications] 黒木実智雄: "膵ランゲルハンス島のリアノジン受容体型Ca2^+チャンネルcDNAの単離と構造決定" 糖尿病. 41 (in press). (1998)

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  • [Publications] 中沢哲也: "cyclic ADP-ribose結合蛋白質(FK506-binding protein)遺伝子の構造と染色体座位" 糖尿病. 41 (in press). (1998)

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  • [Publications] 加藤一郎: "CD38ノックアウトマウスの作製と膵β細胞のグルコース刺激インスリン分泌の低下" 糖尿病. 41 (in press). (1998)

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Published: 1997-04-01   Modified: 2016-04-21  

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