新たな膜輸送機構の分子基盤

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15GS0301
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 稲垣 暢也 Kyoto University, 医学研究科, 教授 (30241954)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 植田 和光 京都大学, 農学研究科, 教授 (10151789) ; 加藤 博章 京都大学, 薬学研究科, 教授 (90204487) ; 山田 勝也 弘前大学, 医学部, 准教授 (40241666) ; 長嶋 一昭 京都大学, 医学研究科, 助教 (40324628)
• Keywords: 遺伝子 / 蛋白質 / 脂質 / ABC蛋白質 / 膜輸送 / イオンチャネル

Research Abstract

哺乳動物のABC蛋白質は未だに蛋白構造が不明であるだけでなく、その多くは未だに輸送する基質や機能、病態との関連が不明である。本研究では、特にABC蛋白質のレギュレーター機能(SUR)と脂質膜輸送機能(ABCAサブファミリー)に焦点を絞り、構造、機能、病態における意義を解析することにより、新たな膜輸送機構の分子基盤を明らかにすることを目的とする。
平成19年度には、
1) ABCA3 KOマウスの肺脂質のメタボローム解析により、パルミチン酸を有するホスファチジルコリンとホスファチジルグリセロールがABCA3の基質である可能性を明らかにした。
2)サーファクタント欠損患者に認められるABCA3遺伝子変異により、細胞内のベジクルのコリンリン脂質が減少することをin vitroの系で明らかにした。
3)フェノタイプがより軽度である間質性肺疾患患者に認められるABCA3遺伝子変異において、ABCA3機能異常のメカニズムを明らかにした。
4)ABCA1によるHDL形成と、ABCG1によるHDL形成の相違を明らかにし、両者が異なった調節メカニズムにより協調的にHDLを形成することを明らかにした。
5)ABCG5/ABCG8がヘテロ2量体を形成して細胞膜に発現し、胆汁酸存在下、ステロールを細胞外へ排出することを明らかにした。
6)大腸菌およびサルモネラ菌由来のMDR1ホモログMsbAの結晶を精製し、最高5.0ÅまでのX線回折強度データの収集を行った。さらに、好熱性古細菌と真核単細胞生物からも結晶化に適したMDR1ホモログの結晶化を行い、8.0Å分解能のX線回折像を与える結晶を得た。
7)FreeStyle293細胞発現系より得られたSUR1-Kir6.2複合体の精製標品を、極低温電子顕微鏡により電子線単粒子解析を行い、顕微鏡像平均化によるクラスアベレージ像を作成中である。

Research Products

• [Journal Article] Heterozygous ABCA3 mutation associated with non-fatal evolution of respiratory distress. (2008)
  • Author(s): Yokota, T., Matsumura, Y., Ban, N., Matsubayashi, T., and Inagaki, N.
  • Journal Title: Eur. J. Pediatr 167(6) Pages: 691-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of the Interaction between Recombinant Human Peroxin Pex3p and Pex19p: IDENTIFICATTON OF TRP-104 IN Pex3p AS A CRITICAL RESIDUE FOR THE INTERACTION. (2008)
  • Author(s): Sato, Y., Shibata, H., Nakano, H., Matsuzono, Y., Kashiwayama, Y., Kobayashi, Y., Fujiki, Y., Imanaka, T., & Kato, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 6136-6144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of ABCA2 protein in both non-myelin-forming and myelin-forming Schwann cells in the rodent peripheral nerve. (2007)
  • Author(s): Saito, T., Yamada, K., Wang, Y., Tanaka, Y., Ohtomo, K., Ishikawa, K., and Inagaki,
  • Journal Title: Neurosci. Lett. 414 Pages: 35-40
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ABCA3 as a lipid transporter in pulmonary surfactant biogenesis. (2007)
  • Author(s): Ban, N., Matsumura, Y., Sakai, H., Takanezawa, Y., Sasaki, M., Arai, H., and Inagaki, N.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 9628-9634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-time imaging of glucose uptake in single, living mammalian cells. (2007)
  • Author(s): Yamada, K., Saito, M., Matsuoka, H., and Inagaki, N.
  • Journal Title: Nat. Protocols 2 Pages: 753-762
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disruption of Kir6.2-containing ATP-sensitive potassium channels impairs maintenance of hypoxic gasping in mice. (2007)
  • Author(s): Miyake, A., Yamada, K., Kosaka, T., Miki, T., Seino, S., and Inagaki, N.
  • Journal Title: Eur. J. Neurosci. 25 Pages: 2349-2363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical significance of ABCA2, a novel marker of oligodendroglioma. (2007)
  • Author(s): Obara, S., Nakata, M., Takeshima, H., Arita, K., and Inagaki, N.
  • Journal Title: Neurosurgery 60 Pages: 707-714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ABCA3-mediated choline-phospholipids uptake into intracellular vesicles in A549 cells. (2007)
  • Author(s): Matsumura, Y., Sakai, H., Sasaki, M., Takanezawa, Y., Ban, N., and Inagaki, N.
  • Journal Title: FEBS Lett. 581 Pages: 3139-3144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ABCA2 deficiency causes abnormal sphingolipid metabolism in mouse brain. (2007)
  • Author(s): Sakai, H., Tanaka, Y., Tanaka, M., Ban, N., Yamada, K., Matsumura, Y., Kita, T., and Inagaki, N.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 282 Pages: 19692-19699
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sphingomyelin-dependence of cholesterol efflux mediated by ABCG1. J Lipid Res. (2007)
  • Author(s): Sano, O., . Kobayashi, A., Nagao, K., Kumagai, K., Kioka, N., Hanada, K., Ueda, K., Matsuo, M.
  • Journal Title: J Lipid Res. 48(11) Pages: 2377-84
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cholesterol and Plant Sterol Efflux from Cultured Intestinal Epithelial Cells Is Mediated by ATP-Binding Cassette Transporters. (2007)
  • Author(s): Tachibana, S., Hirano, M., Hirata, T., Matsuo, M., Ikeda, I., Ueda, K., Sato, R.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem. 71(8) Pages: 1886-95
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bile Salt-Dependent Efflux of Cellular Phospholipids Mediated by ATP Binding Cassette Protein B4. (2007)
  • Author(s): Morita, S.-y. Kobayashi, A., Takanezawa, Y., Kioka, N., Handa, T., Arai, H., Matsuo, M., Ueda, K.
  • Journal Title: Hepatology 46 Pages: 188-199
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced apoA-I-dependent cholesterol efflux by ABCA1 from sphingomyelin-deficient CHO cells. (2007)
  • Author(s): Nagao, K., Takahashi, K., Hanada, K., Kioka, N., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • Journal Title: J Biol Chem. 282 Pages: 14868-74
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of phosphatases in the anchorage-dependent regulation of ERK2 activation. (2007)
  • Author(s): Mitsushima, M., Ueda, K., Kioka, N.
  • Journal Title: Exp. Cell Res. 313 Pages: 1830-1838
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modulation of drug-stimulated ATPase activity of human MDR1/P-glycoprotein by cholesterol. (2007)
  • Author(s): Kimura, Y., Kioka, N., Kato, H., Matsuo, M., Ueda, K.
  • Journal Title: iochem J. 401 Pages: 597-605
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cholesterol fill-in model mechanism for substrate recognition by ABC proteins. (2007)
  • Author(s): Kimura, Y., Kodan, A., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • Journal Title: J Bioenerg. Biomembr. 39(5-6) Pages: 447-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanism of multi-drug recognition by MDR1/ABCB1. (2007)
  • Author(s): Kimura, Y., Morita, S.-y., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • Journal Title: Cancer Sci. 98 Pages: 1303-1310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脂質恒常性に関与するABCタンパク質の基質認識機構 (2007)
  • Author(s): 木村泰久、松尾道憲、植田和光
  • Journal Title: 最新医学 62(11) Pages: 2461-2466
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic studies of Pz peptidase A from Geobacillus collagenovorans MO-1. (2007)
  • Author(s): Kawasaki, A., Nakano, H., Tsujimoto, Y., Matsui, H., Shimizu, T., Nakatsu, T., Kato, H., Watanabe, K.
  • Journal Title: Acta Crystallogr. F63 Pages: 142-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ホタル発光のなぞ (2007)
  • Author(s): 加藤博章、中津 亨
  • Journal Title: 生化学 79 Pages: 697-701
• [Presentation] 結晶化に適した好熱菌由来ABCトランスポーターのスクリーニング (2008)
  • Author(s): 佐藤友美、中津亨、植田和光、加藤博章
  • Organizer: 日本薬学会第128年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] 構造解析に適した真核生物由来のABCトランスポーターのスクリーニング (2008)
  • Author(s): 崎山慶太、木村泰久、小段篤史、中津亨、植田和光、加藤博章
  • Organizer: 日本薬学会第128年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] ABCA3 as a Lipid Transporter in Pulmonary Surfactant Biogenesis (2008)
  • Author(s): Nobuya Inagak, i, et. al.
  • Organizer: 2nd FEBS Special Meeting
  • Place of Presentation: Austria
  • Year and Date: 2008-03-05
• [Presentation] Endocytosis and Recycling of ABCA1 and HDL formation (2008)
  • Author(s): Yuya Azuma, et. al.
  • Organizer: 2nd FEBS Special Meeting
  • Place of Presentation: Austria
  • Year and Date: 2008-03-01
• [Presentation] Mechanism of ABCA1-mediated efflux of cholesterol and phosphatidylcholine to apoA-I -ApoA-I-independent lipid movement by ABCA1- (2008)
  • Author(s): Kohjiro Nagao, et. al.
  • Organizer: 2nd FEBS Special Meeting
  • Place of Presentation: Austria
  • Year and Date: 2008-03-01
• [Presentation] ルシフェリン-ルシフェラーゼの相互作用とホタル発光色の調節 (2007)
  • Author(s): 加藤博章(招待講演)
  • Organizer: 日本生物物理学会第45年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-23
• [Presentation] ABCA3の機能と病態における役割 (2007)
  • Author(s): 稲垣 暢也、松村 欣宏、佐々木 真弓、坂 信広
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] ABCA1のエンドサイトーシス・リサイクルの解析 (2007)
  • Author(s): 吾妻佑哉, 他7名
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] ヒトABCA13のクローニングおよび機能解析 (2007)
  • Author(s): 岩井麻衣子、植田和光
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-11
• [Presentation] Mechanism of membrane lipid efflux by ABC transporters (2007)
  • Author(s): Ueda, K.
  • Organizer: 2007 FASEB Summer Research Conferences
  • Place of Presentation: USA
  • Year and Date: 2007-06-11
• [Presentation] 多剤排出トランスポーターP糖タンパク質におけるリンカー領域の役割 (2007)
  • Author(s): 佐藤友美、小段篤史、木村泰久、中津亨、加藤博章
  • Organizer: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2007-05-26
• [Presentation] 結晶化を目指したペルオキシソーム膜タンパク質22のメタノール資化性酵Pichia pastorisによる大量生産 (2007)
  • Author(s): 江川響子、柴田洋之、加藤博章
  • Organizer: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2007-05-24
• [Book] 「新しい薬をどう創るか」-薬のターゲットタンパク質の構造を決定する(第3章) (2007)
  • Author(s): 加藤博章
  • Total Pages: 301
  • Publisher: 講談社