ホヤによる金属イオンの高選択的濃縮機構の生理化学的解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440278
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 道端 齋 広島大学, 理学部, 教授 (00111740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 植木 龍也 広島大学, 理学部, 助手 (10274705) ; 宇山 太郎 広島大学, 理学部, 講師 (60232914) ; 金森 寛 富山大学, 理学部, 教授 (00019001)
• Keywords: 原索動物 / 液胞 / 酸化還元 / バナジウム / モノクローナル抗体 / pH / 組換タンパク質

Research Abstract

原素動物のホヤは、海水中のバナジウムイオンを高選択的に取り込み、高濃度に濃縮するとともに、5価のバナジウムイオンを3価にまで還元する。われわれは、この機構を金属イオンの生体による濃縮還元機構を解明する上での恰好のモデルシステムと考え、その解明に取り組んできた。これまでのわれわれの研究で明らかにされた主な成果は以下のとおりである。
(1) 血球からタンパク質1molあたり16原子のバナジウムを含むバナジウム結合タンパク質を抽出した(Kanda et al.,1997)。
(2) バナジウムを含有する環形動物のエラコにもホヤのVAPと同じタンパク質が存在する(Uyama et al.,1997)。
(3) バナジウム結合タンパク質(VAP)からバナジウムを除去したアポタンパク質を作製し再結合実験をしたところ、10原子のバナジウムが結合することを見いだした(未発表)。
(4) バナジウム結合タンパク質(VAP)のうち、12.5kDaと15kDaをコードする遺伝子の配列を明らかにした(未発表)。
(5) VAP遺伝子を発現ベクターに組み込み融合タンパク質を合成した(未発表)
(6) バナドサイトを構成する主要なタンパク質を解析するため、モノクローナル抗体を作製し、バナドサイトの液胞膜を特異的に認識する抗体を得た(未発表)。
(7) バナドサイトにはNADPHを産生するペントースリン酸回路の6PGDHとG6PDHが局在し、それらの酵素をコードする遺伝子をクローニングした(Uyama et al.,1998a,b)。
(8) NADPHによって五価のバナジウム(V^V)-EDTA錯体が四価(V^<IV>)に還元されることを見出した(未発表)。
(9) トランスケトラーゼとグリコーゲンフォスフォリラーゼもバナドサイトの細胞質に局在することを明らかにし、それらのcDNAをクローニングした(Uyama et al.,1998c)。

Research Products

• [Publications] Michibata,H.: "Vanadocyte is a cell holding the Key to resolve the highly selective accumulation and reduction of vanadium in ascidians." Microscop.Res.Technol.(in press). (1999)
• [Publications] Michibata,H.: "The accumulation mechanism of vanadium by ascidians-An interdisciplinary study between biology and chemistry on extraordinary higy levels and reduced form of vanadium in vanadocytes." Am.Chem.Soc.Symp.Ser.711. 248-258 (1998)
• [Publications] Michibata,H.: "Selective accumulation of vanadium by ascidians from seawater." Adv.Environm.Sci.& Technol.edit.Nriagu J.John Wiley & Sons,Inc.217-249 (1998)
• [Publications] Ueki,T.: "Isolation of cDNAs encoding subunits A and B of the vacuolar-type ATPase from the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.15. 823-829 (1998)
• [Publications] Uyama,T.: "A 100-kDa antigen recognized by a newly prepared monoclonal antibody specific to the vanadocytes of the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea,is glycogen phosphorylase." Zool.Sci.15. 815-821 (1998)
• [Publications] Uyama,T.: "Glucose-6-phosphate dehydrogenase in the pentose phosphate pathway is.Iocalized in vanadocytes of the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.15. 441-446 (1998)
• [Publications] Uyama,T.: "6-phosphogluconate dehydrogenase is a 45 kDa-antigen recognized by a monoclonal antibody S4D5 specific to vanadocytes in the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." J.Biochem.124. 377-382 (1998)
• [Publications] 道端 齋: "ホヤのバナジウム濃縮に携わる特異な細胞、バナドサイトの謎を探る." 生物物理. 37. 315-320 (1997)
• [Publications] Uyama,T.: "Highly selective accumulation of vanadium by ascidians from sea water-An approach from concerted study between biological and chemical viewpoint." Proc.I.T.I.T.Int.Symp.New Technol.Marine-Sphere. 75-78 (1997)
• [Publications] Kanamori,K.: "Reduction of vanadium(IV)to vanadium(III)by cysteine methyl ester in water in the presence of amino polycarboxylates." Chem.Letters. 423-424 (1997)
• [Publications] Wuchiyama,J.: "Preparation and localization of a monoclonal antibody against a vanadium-associated protein extracted from the blood cells of the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.14. 409-414 (1997)
• [Publications] Nose,Y.: "Specific increase in the number of vanadium-accumulating blood cells by some ionophores and inhibitors of proton-ATPases in the ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.14. 199-204 (1997)
• [Publications] Kanda,T.,: "Identification of a vanadium-associated protein from the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.14. 37-42 (1997)
• [Publications] Uyama,T.: "Finding of the same antigen in the polychaeta,Pseudopotamilla occelata,as those in the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zool.Sci.14. 43-47 (1997)