ABC蛋白の機能の多様性の分子基盤

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10217205
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 植田 和光 京都大学, 農学研究科, 助手 (10151789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 博章 京都大学, 化学研究所, 助手 (90204487) ; 天知 輝夫 京都大学, 農学研究科, 教授 (30301245) ; 木岡 紀幸 京都大学, 農学研究科, 助手 (90234179)
• Keywords: ABCタンパク質 / チャネル / トランスポーター / レセプター / ATP / 癌 / 糖尿病 / 残耐射性

Research Abstract

ABC蛋白は、よく保存されたATP結合領域をもつ膜蛋白の総称であり、いづれもATPによって駆動あるいは制御されているが、機能はトランスポータ、チャネル、レセプターと多様である。ABC蛋白の機能の多様性の謎を解明する鍵は、それらの機能のATP結合あるいはATP加水分解との共役性にある。トランスポータにおいてはATP加水分解による構造変化と物質輸送とが共役しているはずであり、レセプターとチャネルにおいては共役している必要はない。本研究は、ABC蛋白の機能の多様性の分子基盤を明らかにするために、レセプター型およびトランスポータ型ABC蛋白のATP/ADPとの相互作用の違いを生化学的、分子生物学的に解明することを目的とした。SUR1は細胞内のATPとADPの濃度をモニターすることによって、複合体を形成している内向き整流性Kチャネルの開閉を制御する。8-azido-ATPを用いた光親和性結合実験によって、SUR1のATPとの相互作用を検討した。その結果、SUR1が8-azido-ATPを強く結合すること、その結合はNBD2の変異によって影響されないが、NBD2の変異によって損なわれることが明らかになった。さらに、SUR1のATP結合はMgADPによって強く阻害されるが、阻害効果はNBD2の変異によって低下した。これらの結果は、NBDlがATPを、NBD2がMgADPを結合し、NBDlとNBD2のヌクレオチド結合が協調していることを示唆しており、SUR1とATPの相互作用は、トランスポーターであるMDR1/P-糖蛋白質と大きく異なっていることがわかった。

Research Products

• [Publications] Takada,Y.: "Non-equivalent cooperation between the two nucleotide-binding folds of P-glycoprotein." Biochim.Biophys.Acta.1373. 131-136 (1998)
• [Publications] Kusunoki,N.: "Inhibitory effects of a cyclosporin derivative,SDZ PSC 833,on transport of doxorubicin and vinblastine via human P-glycoprotein." Jpn.J.Cancer Res.89. 1220-1228 (1998)
• [Publications] Tanabe,K.: "Direct Photoaffinity Labelling of the Kir6.2 subunit of the ATP-sensitive K+ channel by 8-Azido-ATP." J.Biol.Chem.274. 3931-3933 (1999)
• [Publications] Ueda,K.: "Cooperative binding of ATP and MgADP in the sulfonylurea receptor is modulated by glibenclamide." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 1268-1272 (1999)
• [Publications] Ueda,K.: "Recent progress in P-glycoprotein research." Anti-cancer drug design. 14. 印刷中 (1999)