1995 Fiscal Year Annual Research Report
ミトコンドリアにおけるヘム合成終末酵素群の複合体形成および相互作用に関する研究
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07680779
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
竹谷 茂 関西医科大学, 医学部, 助教授 (20121949)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 高子 関西医科大学, 医学部, 助手 (00221557)
河野 比良夫 関西医科大学, 医学部, 講師 (30148522)
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| Keywords | ミトコンドリア / ヘム合成 / ポルフィリン合成 / フェロケラターゼ / コプロポルフィリノーゲンオキシダーゼ / プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ |
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| Research Abstract |
ミトコンドリアに局在するヘム合成終末酵素群はコプロポルフィリノーゲンオキシダーゼ(CPO)、プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ(PPO)およびフェロケラターゼ(FEC)の三酵素から成るが、三酵素のcDNAを単離して、赤血球細胞分化時の発現誘導機構についてマウス赤白血球細胞を用いて検討を加えた。CPOおよびFECmRNAは、細胞をジメチルスルホキシド(DMSO)処理を行なって、赤芽球に分化させると処理後12時間以内に誘導されるがPPOmRNAは、ほとんど誘導されなかった。CPOおよびFEC酵素量および活性はDMSO処理後、時間に依存して増加するがPPOのそれらは、ほとんど変化しなかった。これらの結果はPPOは少なくとも赤血球分化時の律速酵素ではないことを示した。またヒトPPO遺伝子は、13個のエクソンからなる約8kbの単一遺伝子であることを明らかにした。本遺伝子の5´-上流領域には、赤血球分化因子のひとつであるGATA-1結合部位が存在するが、この領域を組み込んだプロモーターアッセイでは、赤血球分化時の誘導が全く認められなかった。この結果は、先に述べたPPOmRNAの赤白血球細胞分化時の挙動とよく一致した。ヘム合成中間体は終末酵素系に入る段階においてミトコンドリア外膜を通してミトコンドリア内に入るが、この段階のポルフィリン中間体の輸送に、外膜に局在する末梢ベンゾジアゼピン受容体が関与することを明らかにした。本受容体は最終産物であるヘムとも親和性を示すことから、ミトコンドリア内で生成したヘムの放出にも何らかの役割を果たしていることが示唆された。さらに、FEC分子は鉄-硫黄クラスターを有しており、一酸化窒素(NO)に攻撃されることによって不活性化されるヘム合成の新しい調節機構があることを見い出した。
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[Publications] Taketani Shigeru: "Imvolvement of Peripheral-type Benzodiazepine Reoptors in the Intracellular Transport of Heme and Porphyrins" J. Biochem.117. 875-880 (1995)
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[Publications] Nishimura Koichi: "Cloning of a Human cDNA for Protoporphyrinogen Oxidase by Complementation in vivo of a HemG Matant of E. co li" J. Biol. Chem.270. 8076-8080 (1995)
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[Publications] Furukawa Takako: "Nitric Oxide-mediated Inactivation of the Mammalian Ferrochelatase in vivo and in vitro. Possible Involvement of the Iron Sulpher Chister" Biochem., J.310. 533-538 (1995)
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[Publications] Taketani Shigeru: "Induction of Terminal Enzymes for Heme Biosynthesis During Differentiation of Mouse Erythrolenkemia Cells" Eur. J. Biochem.270. 760-765 (1995)
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[Publications] Ishii Tetsuro: "Inhibition of the Thiol-specific Antioxidant Activity of Rat Liver MSP23 Protein by Hemin" Biochem. Biophys. Res. Commun.216. 970-975 (1995)
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[Publications] Taketani Shigeru: "The Human Protoporphyrinogen Oxidase Gene : Orgauization and Location to Chromosome 1" Genomics. 29. 698-703 (1995)
