1997 Fiscal Year Annual Research Report

新たなインスリン分泌調整薬開発のためのスクリー二ングシステムの確立

Research Project

Project/Area Number	09557075
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	清野進千葉大学, 医学部, 教授 (80236067)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡邉敏文武田薬品工業(株), 創薬研究本部, 主任研究員五ノ井透真菌医学研究センター, 助手 (30134365) 稲垣暢也秋田大学, 医学部, 教授 (30241954)
Keywords	ATP感受性K^±チャネル / インスリン / スルホニール尿素受容体 / 内向き整流性K^±チャネル / グリベンクラミド
Research Abstract	膵β細胞のATP感受性カリウムチャネル(K_<ATP>チャネル)はATP-binding cassette(ABC)蛋白ファミリーに属するスルホニル尿素受容体(SUR1)と、内向き整流性力リウムチャネルの新たなメンバーであるKir6.2との複合体であることを発見した。さらにSUR1のisoformであるSUR2Aを同定した。SUR1とKir6.2で構成される膵β細胞型(K_<ATP>チャネル(SUR1/Kir6.2チャネル)はスルホニル尿素剤(SU剤)の1つであるグリベンクラミドに高い感受性を示すが、SUR2AとKir6.2で構成される骨格筋・心臓型(K_<ATP>チャネル(SUR2/Kir6.2)はSU剤に対する感受性が低く、膵β細胞型の(K_<ATP>チャネルの特性とは異なることも示した。今年度は、まず・SUR1とKir6.2のinteractionについて検討するために、SUR1とKir6.2を1分子ずつ連結したポリペプチドや1分子のSUR1と2分子のKir6.2を連結したポリペプチド、あるいはそのmutantを作成した。それらを動物細胞に発現させ、チャネル活性や特性を検討した。その結果、SUR1とKir6.2が1:1のストイキオメトリーで発現しているときに最も効率良くグリベンクラミドによりK^+チャネル電流が抑制された。K^+チャネルは4量体として機能することが知られているので、この結果はATP感受性K^+チャネルは4量体のKir6.2と4量体のSUR1とで組み立てられるヘテロ8量体の構造をとっていることを示唆する。ATP感受性K^+チャネルの分子構造が明らかにされたことより、SU剤の細胞増殖抑制の分子機構を解明する糸口となると考えられる。次にSU型の感受性を決定している領域を同定する目的で、SUR1とSUR2との間に種々のキメラを作成し、哺乳動物細胞に発現させ、^<86>Rb^+ flux、電気生理学的手法、SU剤(グリベンクラミド)の結合実験により、SU剤や、その誘導体の感受性を決定しているドメインの同定を試みた。 15種類のSURl/SUR2キメラを作成し、解析した結果、グリベンクラミドの感受性を決定しているドメインはSUR1の後半部、特に、12番目の膜貫通部位(膜貫通部位に関する最近の説では15番目にあたる)付近にあると推定され、現在さらに部位を狭めるべく新たなキメラを作成し解析中である。一方、K_<ATP>チャネルの開口薬であるジアゾキサイドの感受性には少なくともSUR1のヌクレオチド結合部位を含む2つのループが関与していると推定された。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Mizuno,N.et al.: "Altered Bcl-2 and Bax expression and intracellular Ca^<2+> signaling in apoptosis of pancreatic β-cells and the impairment of glucose-induced insulin secretion." Endocrinology(in press). (1998)
[Publications] Sanchez J.A.et al.: "Modulation of reconstituted ATP-sensitive K^+ channels by GTP-binding proteins." J.physiol.(in press). (1998)
[Publications] Suzuki,M.et al.: "Kir6.2:a subunit of ATP-sensitive K^+ channels in mitochondria." Biochem.Biophys.Res.Commun.241. 693-637 (1997)
[Publications] Kotake,K.et al.: "Noc2:a putative zinc finger protein involved in excytosis in endocrine cells." J.Biol.Chem.272. 29407-29410 (1997)
[Publications] Nestorowicz,A.et al.: "A nonsense mutation in the in ward rectifier potassium channel gene,Kir6.2,is associated with familial hyperinsulinism." Diabetes. 46. 1743-1748 (1997)
[Publications] Mizuta,M.et al.: "Localization and functional role of synaptotagmin III in insulin secretory vesicles in pancreatic β-cells." Diabetes. 46. 2002-2006 (1997)
[Publications] Miki,T.et al.: "Abnormalities of pancreatic islets by targeted expression of a dominant-negative K_<ATP>channel." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 11969-11973 (1997)
[Publications] Ueda,K.et al.: "MgADP antagonism to Mg-independent ATP binding of the sulfonylurea receptor SUR1." J.Biol.Chem.272. 22983-22986 (1997)
[Publications] Inagaki,N.et al.: "Subunit stoichiometry of the pancreatic β-cell ATP-sensitive K^+channel." FEBS lett.409. 232-236 (1997)
[Publications] Suzuki,M.et al.: "Localization of the ATP-sensitive K^+channel subunit,Kir6.2,in mouse pancreas." Diabetes. 46. 1440-1444 (1997)
[Publications] Komatsuzaki,K.et al.: "A novel system that reports the G-proteins linked to a given receptor:a study of type 3 somatostatin receptor." FEBS Lett.406. 165-170 (1997)
[Publications] Mizuta,M.et al.: "Suramin inhibits glucose-induced Ca2+ response in single rat pancreatic β cells." Jpn.J.Pharmacol.73. 179-182 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

新たなインスリン分泌調整薬開発のためのスクリー二ングシステムの確立

Principal Investigator

清野 進 千葉大学, 医学部, 教授 (80236067)

Research Products

[Publications] Mizuno,N.et al.: "Altered Bcl-2 and Bax expression and intracellular Ca^<2+> signaling in apoptosis of pancreatic β-cells and the impairment of glucose-induced insulin secretion." Endocrinology(in press). (1998)

[Publications] Sanchez J.A.et al.: "Modulation of reconstituted ATP-sensitive K^+ channels by GTP-binding proteins." J.physiol.(in press). (1998)

[Publications] Suzuki,M.et al.: "Kir6.2:a subunit of ATP-sensitive K^+ channels in mitochondria." Biochem.Biophys.Res.Commun.241. 693-637 (1997)

[Publications] Kotake,K.et al.: "Noc2:a putative zinc finger protein involved in excytosis in endocrine cells." J.Biol.Chem.272. 29407-29410 (1997)

[Publications] Nestorowicz,A.et al.: "A nonsense mutation in the in ward rectifier potassium channel gene,Kir6.2,is associated with familial hyperinsulinism." Diabetes. 46. 1743-1748 (1997)

[Publications] Mizuta,M.et al.: "Localization and functional role of synaptotagmin III in insulin secretory vesicles in pancreatic β-cells." Diabetes. 46. 2002-2006 (1997)

[Publications] Miki,T.et al.: "Abnormalities of pancreatic islets by targeted expression of a dominant-negative K_<ATP>channel." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 11969-11973 (1997)

[Publications] Ueda,K.et al.: "MgADP antagonism to Mg-independent ATP binding of the sulfonylurea receptor SUR1." J.Biol.Chem.272. 22983-22986 (1997)

[Publications] Inagaki,N.et al.: "Subunit stoichiometry of the pancreatic β-cell ATP-sensitive K^+channel." FEBS lett.409. 232-236 (1997)

[Publications] Suzuki,M.et al.: "Localization of the ATP-sensitive K^+channel subunit,Kir6.2,in mouse pancreas." Diabetes. 46. 1440-1444 (1997)

[Publications] Komatsuzaki,K.et al.: "A novel system that reports the G-proteins linked to a given receptor:a study of type 3 somatostatin receptor." FEBS Lett.406. 165-170 (1997)

[Publications] Mizuta,M.et al.: "Suramin inhibits glucose-induced Ca2+ response in single rat pancreatic β cells." Jpn.J.Pharmacol.73. 179-182 (1997)

清野進千葉大学, 医学部, 教授 (80236067)