2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of abnormal ABCG2 localization regulated by post-transcriptional modification
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19K16408
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
小森 久和 金沢大学, 薬学系, 助教 (00634180)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ABCG2 / SNP / Ubiquitination |
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| Outline of Annual Research Achievements |
尿酸等の内因性物質及び薬物の細胞外排出を担うABCG2トランスポーターは日本人において遺伝子多型のアレル頻度が高く、中でもQ141K変異体 (c. 421C>A) は低発現型のため基質クリアランスが低下する。我々は変異により獲得した141番目のlysine残基(Lys)がユビキチン化などの翻訳後修飾を受けるアミノ酸残基であることに着目し、Q141K変異体の発現低下メカニズムを翻訳後修飾に基づいて検討した。
HEK293細胞での強制発現系において、Q141K変異体のアミノ酸残基特異的なユビキチン化の検出では、141番目を含む複数のLysでユビキチン化が示された。Lys141でのユビキチン化の影響を検討するため、Lysと同じ塩基性アミノ酸のarginine に置換したQ141R変異体の発現系を構築した。Q141Rの発現量はQ141Kより有意に増加したが、WTと同程度には回復しなかった。また、局在部位を観察したところ、Q141Kは細胞質全体で低く蛍光が見られた一方で、Q141Rは形質膜で発現が観察され、さらに細胞質でも顆粒状に蓄積していた。ユビキチン化阻害剤処置下ではQ141K変異体の形質膜発現したことに加え、細胞質でQ141R変異体に類似した蓄積パターンを示した。また、ユビキチン化阻害剤処置したQ141K変異体の蓄積は初期エンドソームマーカーとよく共局在したことから、Lys141でのUb化は初期から後期エンドソームに以降する過程に寄与することが示された。
このように、Q141K変異体はGln141を失ったことで安定性が低下したことに加え、Lys141を獲得したことで初期から後期エンドソームへの移行が促進していることで発現量が低下することが明らかになった。本結果はc.421C>Aによる遺伝性疾患であっても薬物によりUb化を阻害することで発現を回復できる可能性を示すものと考えられる。
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