グルタメイト脱水素酵素異常による高インスリン高アンモニア血症の発症機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670770
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 岡野 善行 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 講師 (60231213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 みゆき 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (00145773) ; 川村 智行 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (60271186) ; 稲田 浩 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (00244640) ; 宮崎 純一 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10200156)
• Keywords: グルメタイト脱水素酵素 / アンモニア / インスリン / 分子遺伝学 / 低血糖 / 先天性代謝異常症 / 遺伝子変異

Research Abstract

高インスリン高アンモニア血症は1996年にZammarchiらによってはじめて独立した疾患として提唱され、1998年Stanleyらはその原因がglutamate dehydrogenase(GDH)の異常であることを明らかにし、その遺伝子変異を同定している。本疾患はGDH酵素のGTP結合部位の遺伝子異常-蛋白異常によりGTPの抑制制御が失われるため、GDH活性の上昇をきたし、肝臓では高アンモニア血症を膵β細胞では高インスリン血症をもたらすと推定されている。遺伝子変異L413VとG446Dの分子構造上の位置とGDH活性に与える影響の関連について、変異GDHcDNAをCOS細胞に導入し、GDH活性とGTP抑制効果で検討した。L413V変異ではGDH活性が上昇し、G446D変異ではGDH活性は正常コントロールとほぼ同等であるが、GTPによるGDH活性への抑制効果は著明に低下していた。このことから、両変異のGDH制御機構への影響が機能的に異なると考えられた。抗GDH抗体を用いた解析では酵素蛋白量には変化がないこと、また、異常遺伝子の量的増加に従って、GDH活性の制御機構に与える影響が増大することを明らかにした。この両変異のGDH活性へ与える影響の違いは、G446DはGDHの活性発現に最も重要であるPivot helixのGTP結合部位に存在し、L413Vは少し離れたアンテナ様構造のα-helixに存在するという、GDH立体構造上の部位の違いによる。逆このことからアンテナ様構造がGDH活性の制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Fujioka H, Okano Y, Inada H, Asada M, Kawamura T, Hase Y, Yamano T: "Molecular characterization of glutamate dehydrogenase gene defects in Japanese patients with congenital hyperinsulinism/hyperammonemia"Eur J Hum Genet. 9. 931-937 (2001)