カタラーゼ遺伝子プロモーターに結合するレドックス制御転写因子の単離と機能解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670155
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 佐藤 建三 鳥取大学, 医学部, 教授 (40113196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀 直裕 鳥取大学, 医学部, 助手 (80263466) ; 伊藤 敬三 鳥取大学, 医学部, 講師 (40213037)
• Keywords: 活性酸素 / 遺伝子発現 / カタラーゼ / レドックス制御 / 転写因子 / プロモーター

Research Abstract

活性酸素により引き起こされる疾患や遺伝子発現異常のメカニズムを明らかにして、疾病の詳細な理解と新しい治療方針の確立に役立てることを目標に、本研究において、カタラーゼ遺伝子発現調節に関わるレドックス制御転写因子を単離し、その因子の酸化還元による活性化のメカニズムや生物的な意義の解析を行った。その結果、カタラーゼ遺伝子のプロモーターに逆重複配列構造を見いだし、そのコア配列に結合する4種の蛋白複合体は酸化還元によりその結合活性が制御されていることを発見した。
さらにこの蛋白質複合体の酸化還元にRef-1蛋白質やチオレドキシンなどの細胞内因子の関与を解析した。ラットRef-1/APEX遺伝子は岡山大学医学部・関教授より分与され、このcDNAにグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合蛋白を構築し、大腸菌で発現させ、蛋白質を精製をおこなった。この蛋白が、カタラーゼ・プロモーター結合蛋白の還元に関与するかどうか、ゲルシフトアッセイにより解析した。また、サイトメガロウイルスプロモーターの制御下で強く発現させ、細胞内でもカタラーゼ転写因子がレドックス制御を受けているかどうか調べたが、細胞内のレドックス環境の大きな変動は細胞にとって毒性が強くその対策を検討している。
以上の結果は、細胞内における酸化還元状態の維持は生存にとって重要な意味を持っており、活性酸素除去酵素であるカタラーゼは、この環境を反映して制御されていることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Ookohchi,T.: "Detection of apoptosis in the brain of the zilter rat with genetic spongiform eucephals pathy." Biochem.Mol.Biol.Int.41. 279-284 (1997)
• [Publications] Toda,H.: "Inverted-repeats in TATA-less promoter of the rat catalase gene." J.Biochem.121. 1035-1040 (1997)
• [Publications] Maeda,Y.: "Efficient prodnction of active TNF-α by albuorin signal peptide." Biochem.Mol.Biol.Int.42. 825-832 (1997)
• [Publications] 中村貴史: "アデノウイルスベクターの開発と遺伝子治療への応用" 米子医学雑誌. 48. 239-246 (1997)