ATP加水分解共役型排出ポンプの分子構造と機能制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13142208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 和田 守正 九州大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (20220965)
• Keywords: 原子構造 / 基質認識 / 機能制御 / ABCトランスポーター / MRP2 / Dubin-Johnson症候群 / キメラタンパク質 / ナノマシーン

Research Abstract

ATP加水分解共役型排出ポンプ・トランスポーター群は、大腸菌からヒトまで最も大きなファミリーを形成している。さらにヒトでは、10種類以上のヒト遺伝病の責任遺伝子であることが明らかにされ、生物にとって重要な生理機能を担っていることが理解される。しかしながら、幅広い構造をもつ基質の輸送を可能にする機構や、生体の様々な状況に対応して生体膜上で機能を制御する仕組み、ATPのエネルギーを駆動力に変換する仕組みなど、未解決で不可避の問題も多い。本研究は、ナノマシーン特有の構造と機能制御機構を解析する事により、上記の問題を解決する試みである。今年度は、以下の成果を上げた。【1】原子構造解析:準備段階としてMRP2蛋白質のATP結合ドメインのみを発現するcDNA構築体を作製している。【2】基質認識機構:Dubin-Johnson症候群で同定された変異の生化学的解析から、輸送体成熟蛋白質の形成と三次元構造を維持するために必須の領域および、ATP加水分解に関与するアミノ酸を特定した。また、基質の認識に関与するドメインを明らかにするために、MRP1とMRP2のキメラを構築した【3】相互作用蛋白質による機能修飾:MRP2蛋白質の機能を修飾する蛋白質因子を単離・解析するために、酵母ツーハイブリッド法により修飾蛋白質を検索している。すでに、シャペロンなど10種類以上の候補蛋白質を同定した。【4】遺伝子発現制御:協調的発現制御を明らかにする第一歩として、MDR1、MRP1、MRP2およびMRP3遺伝子の発現制御領域を単離した。【5】機能制御の破綻による疾病の解析:構造に立脚した機能の、臨床的意義を明確にするために、黄疸や薬剤応答性に関する病態と変異の検索を再度進めている。

Research Products

• [Publications] Nagayama, J. et al.: "Retrovirus insertion and transcriptional activation of the multidrug resistance(mdr1a) gene in leukemias treated by a chemotherapeutic agent in vivo"Blood. 97. 759-766 (2001)
• [Publications] Tada, Y. et al.: "MDR1 gene overexpression and altered degree of methylation at the promoter region in bladder cancer during chemotherapeutic treatment"Clinical Cancer Research. 6. 4618-4627 (2000)
• [Publications] Harada, T. et al.: "The specific expression of three novel splice variant forms of human metalloprotease-like disintegrin-like cystein-rich protein 2 gene in brain tissues and gliomas"Japanese Journal of Cancer Reseach. 91. 1-6 (2000)
• [Publications] Harada, T. et al.: "Alu-associated interstitial deletions and chromosomal rearrangement in two human multidrug resistant cell lines"International Journal of Cancer. 86. 506-511 (2000)