極性上皮細胞における有機イオントランスポータの細胞膜局在化機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790093
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 桂 敏也 京都大学, 医学研究科, 助手 (10283615)
• Keywords: 極性上皮細胞 / ペプチドトランスポータ / 有機アニオントランスポータ / 蛋白質間相互作用 / PDZドメイン / 細胞膜ターゲティング

Research Abstract

小腸や腎臓などの極性上皮細胞では、血管側側底膜と管腔側刷子縁膜に機能特性の異なる有機イオントランスポータが局在し、薬物輸送の方向性(吸収・分泌)の決定に重要な役割を果たしている。しかし、これら有機イオントランスポータの細胞膜局在化機構については未だ不明な点が多い。本研究では、薬物トランスポータとして有機アニオントランスポータ(OAT-K2)とペプチドトランスポータ(PEPT1,PEPT2)を選択し、蛍光蛋白質(EGFP)との融合蛋白質として極性上皮細胞(MDCK, LLC-PK_1)に安定発現させ、各トランスポータの細胞内動態について検討を加えた。
OAT-K2のN末端側にEGFPを融合させMDCK細胞に発現させた場合、EGFPのシグナルは観察されず、OAT-K2のC末端側を認識する抗体を用いた検討から、OAT-K2は細胞内でプロセシングを受け、約40kDの蛋白質として頂側膜に発現していることが判明した。また、OAT-K2のN末端側はプロテアソームにより速やかに分解されることが示唆された。さらに、EGFPとPEPT1およびPEPT2との融合蛋白質、またこれらのC末端側アミノ酸3残基(PDZドメインによって認識されうる配列)を欠失させた変異体をLLC-PK_1細胞に発現させた場合、PEPT2では変異の影響は認められずともに頂側膜に局在したのに対し、PEPT1では変異体の細胞内への局在が認められた。従って、PEPT1はPDZドメインを有する蛋白質との蛋白質間相互作用を介して頂側膜局在が決定されている可能性が推察された。
現在、PEPT1の生合成後の細胞内挙動について検討を行い、PDZ蛋白質との相互作用が細胞膜局在を決定する機構について解析を進めている。

Research Products

• [Publications] Kayoko Ashida et al.: "Decreased activity and expression of intestinal oligopeptide transporter PEPT1 in rats with hyperthyroidism in vivo"Pharmaceutical Research. 21巻(印刷中). (2004)
• [Publications] Miyako Okamura et al.: "Inhibitory effect of zinc on PEPT1-mediated transport of glycylsarcosine and β-lactam antibiotics in human intestinal cell line Caco-2"Pharmaceutical Research. 20巻・9号. 1379-1383 (2003)
• [Publications] Toshiya Katsura et al.: "Intestinal absorption of drugs mediated by drug transporters : mechanisms and regulation"Drug Metabolism and Pharmacokinetics. 18巻・1号. 1-15 (2003)