Molecular and structural analysis of sugar selectivity for sodium glucose cotransporters using rare sugars

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07301
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: KAMITORI Kazuyo 香川大学, 医学部, 助教 (40457338)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 祐一郎 香川大学, 医学部, 教授 (20532980)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: トランスポーター / 希少糖 / 電気生理学 / アフリカツメガエル卵母細胞

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the molecular mechanism of sugar transport by the sodium glucose cotransporter (SGLT)1, the sugar selectivity of wild type and mutants was analyzed by electrophysiological techniques. The wild type transported glucose, galactose, and allose. Several mutants at the amino acids around the sugar binding site altered the sugar selectivity, showing that these residues are the keys to determine the sugars to be transported. Molecular modeling was used to clarify the binding state of each sugar to the SGLT1 mutant.

Free Research Field

糖の生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SGLTはグルコースなど単糖の細胞内への取り込みを担っているが、機能が正常に制御されないと糖尿病や癌を引き起こすため、新たな治療薬開発のターゲットになっている。そこでSGLTによる糖輸送機構を分子レベルで理解する必要性が高まっている。本研究での希少糖と電気生理学的手法、さらに分子モデリングを用いた解析により、SGLTによる糖輸送機構や糖特異性について新たな知見を得た。これらの成果は治療薬の設計や希少糖の生理作用の解析など、医療、健康分野での応用につながる。