Na/K-ATPaseの新機能:細胞膜から核への情報伝達分子としての役割

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11878116
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 竹安 邦夫 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40135695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 雅彦 京都大学, 総合人間学部, 助手 (20283575)
• Keywords: Na / K-ATPase / 核移行 / 細胞内輸送

Research Abstract

外的刺激に対する細胞内反応には、チロシンキナーゼ型受容体やG-タンパク質結合型受容体といった細胞膜受容体を介するもの、ステロイドホスモン受容体などの細胞内受容体を介するものなど、あるいはHSP70といったストレス誘導型タンパク質を介するものが知られている。これらの反応系は全て細胞内情報伝達経路として複雑なキナーゼ系を経由する。一方、我々は最近、これまで細胞膜輸送体として知られていたNa/K-ATPase(分子全体またはその一部)が細胞膜から核へ直接運ばれ転写因子として働くことを示唆する結果を得た。これは次の2つのことを意味する:(1)細胞膜から核への情報伝達経路として第二・第三の分子を介さない最も単純な系の存在、(2)Na/K-ATPase分子全体が転写因子である場合、細胞膜から核への逆行性小胞輸送系の存在。
本研究では、この新経路の更なる特徴づけを目指し、以下の結果を得た。
(1)転写因子としての機能ドメインの同定:酵母の2-ハイブリッド系を用いてNa/K-ATPase(αサブユニットのSer^<692>-Thr^<177>が転写調節活性を有することを示した(Ogita et al.,2000)。
(2)核マトリックスにおけるNa/K-ATPaseの動態:まず、TritonX-100、硫安を用いた核・核マトリックスの精製法を確立した。ついで、この方法を培養細胞に適用して、Na/K-ATPase(α、β両サブユニット)が核マトリックスに存在すること、また、細胞のウアバイン処理によりその量が増加することを示した(Yoshimura et al.,2000)。
研究代表者らは既にイオンポンプとしてのNa/K-ATPaseの機能ドメインモデルを提唱したが、 本研究計画により、新たに転写因子としての機能ドメインがNa/K-ATPase中に同定された。また、細胞膜から核への新しい細胞内膜輸送経路の存在が確認された。

Research Products

• [Publications] K.Takeyasu: "Search for the domains necessary for the intra-and inter-subunit interactions of the Na K-ATPase using a yeast two-hybrid system."Na/K-ATPase and Related ATPases. 755-758 (2000)
• [Publications] K.Takeyasu: "Effect of oligomycin on interaction of Na with Na/K-ATPase."Na/K-ATPase and Related ATPases. 451-454 (2000)
• [Publications] K.Takeyasu: "Diversity of P-type ATPase in Vertebrate and Invertebrate."Na/K-ATPase and Related ATPases. 289-292 (2000)
• [Publications] K.Takeyasu: "Diversity and Evolution of the P-type ATPase : The origins of ouabain-sensitivity and subunit assembly."Cell.Mol.Biol.. (印刷中). (2001)