• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2011 Fiscal Year Annual Research Report

脂質輸送に関与するABC蛋白質の生理的基質と機能の解明

Research Project

Project/Area Number 20228001
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

植田 和光  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (10151789)

KeywordsABCタンパク質 / 善玉コレステロール / 動脈硬化 / ケミカルライブラリー / iPS細胞 / ES細胞 / 1分子観察 / トランスポーター
Research Abstract

本研究は、機能異常が疾病と密接に関係するABC蛋白質の作用機構および生理的役割を解明することを目的としている。本年度は、コレステロール恒常性の鍵をにぎるABCA1の作用機構を解明するため、細胞外ドメインの9か所にHAタグを挿入した変異体の構造変化を抗体との相互作用を観察することによって検討した。その結果、ABCA1の2つのATP結合ドメインでATPが加水分解されることにより細胞外ドメインの構造が変化し、血中の脂質アクセプターであるapoA-Iとの結合部位が形成されることを明らかにした。さらに、ABCA1とapoA-1の相互作用の第一ステップが静電相互作用であることを明らかにした。ケミカルライブラリーからABCA1の阻害剤をスクリーニングすることにより、シクロスポリンAがABCA1と直接相互作用することによって、ABCA1とapoA-Iの相互作用を阻害することを明らかにした。また、ケミカルライブラリーから、ES細胞やiPS細胞特異的に蓄積する蛍光物質を見出し、その蛍光物質がABCB1(MDR1)とABCG2が輸送する基質であること、Es細胞とiPS細胞は特異なABC蛋白質の発現パターンを示すことを明らかにした。さらに、全反射蛍光顕微鏡を用いて細胞膜上のABCA1の動きを1分子レベルで追跡した。その結果、apoA-I非存在下では、ABCA1分子の運動性は低く、約7割が静止していた。一方、非機能性のABCA1-MM8割が拡散運動をした。このことから、ABCA1の機能発現により、細胞膜上でのABCA1の運動性が低下することが明らかになった。さらに、apoA-1存在下でのABCA1の動きを観察することによって、ABCA1はHDL産生時に一時的にダイマー化することを明らかにし、ABCA1によるHDL産生メカニズムの解明に全反射蛍光顕微鏡を用いた1分子観察が極めて有効であることを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

善玉コレステロール形成の鍵をにぎるABCA1の作用機構の解明は順調に進展している。さらに全反射蛍光顕微鏡を用いた1分子解析によって、ABCA1によるHDL形成を可視化することに成功しつつある。ケミカルライブラリーのスクリーニングによって、ABCA1の阻害剤を見出し、その作用機構を明らかにした。さらにES細胞やiPS細胞特異的に蓄積する蛍光物質を見出し、それらがABC蛋白質の輸送基質であることを明らかにした。ABCB1(MDR1)の3次元構造の解明にも成功しつつあり、当初の計画以上に進展している。

Strategy for Future Research Activity

全反射蛍光顕微鏡を用いた1分子解析をさらに推進することによって、ABCA1によるHDL形成の可視化を完成させる。ケミカルライブラリーのスクリーニングをさらに推進することによって、他のABC蛋白質の基質や阻害剤を見出す。さらに特異的抗体を用いてABC蛋白質の発現部位を同定することによって、生理的役割を解明する。構造に基づいた作用機構の解明を含めて、研究はすべて順調に進展している。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] ATP hydrolysis・dependent conformational changes in the extracellular domain of ABCA1 are associated with apoA-I binding2012

    • Author(s)
      Nagao, K.
    • Journal Title

      J.Lipid Res.

      Volume: 53 Pages: 126-136

    • DOI

      doi:10.1194/jlr.M019976

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lysine residues of ABCA1 are required for the interaction with apoA-I2012

    • Author(s)
      Nagao, K.
    • Journal Title

      Biochin Biophys Ada

      Volume: 1,821 Pages: 530-535

    • DOI

      doi:10.1016/j.bbalip.2011.06.024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LXRbeta directly interacts with ABCAl to promote HDL formation during acute cholesterol accumulation2011

    • Author(s)
      Hozoji-Inada, M.
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: 286 Pages: 20117-24

    • DOI

      DOI:10.1074/jbc.M111.235846

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] WAVE2 forms a complex with cAMP-dependent protein kinase (PKA) and is involved in PKA enhanceient of membrane protrusions2011

    • Author(s)
      Yamashita, H.
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: 286 Pages: 3907-3914

    • DOI

      DOI:10.1074/jbc.M110.145409

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Function and regulation of ABCA1-Membrane meso-domain organization and re-organizationprotrusions2011

    • Author(s)
      Nagao, K.
    • Journal Title

      FEBS J.

      Volume: 278 Pages: 3190-3203

    • DOI

      doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08170.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ABC proteins protect human body and maintain optimal health2011

    • Author(s)
      Ueda, K.
    • Journal Title

      Biosci Biotechnol Biochem

      Volume: 75 Pages: 401-409

    • DOI

      doi:10.1271/bbb.100816

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 核内受容体LXRbetaは細胞膜上のABCA1と直接結合しHDL形成を制御する2011

    • Author(s)
      Kazumitsu Ueda
    • Organizer
      ABC2011 in Kyoto・ABC Proteins/Membrane Meso-domains/ES-iPS cells
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] The nuclear receptor LXRbeta directly interacts with ABCA1 to promote HDL formation during acute cholesterol accumulation2011

    • Author(s)
      植田和光
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] The nuclear receptor LXRbeta directly interacts with ABCA1 to promote HDL formation during acute cholesterol accumulation2011

    • Author(s)
      Kazumitsu Ueda
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Molecular & Cellular Biology of Lipids
    • Place of Presentation
      米国,ニューハンプシャー(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biochemistry.kais.kyoto-u.ac.jp

URL: 

Published: 2013-06-26   Modified: 2014-08-13  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi