ERRγへテロダイマー受容体を介したビスフェノールAのエストロゲン様低用量活性

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20710053
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松島 綾美 Kyushu University, 大学院・理学研究院, 助教 (60404050)
• Keywords: 有害化学物質 / 蛋白質 / 分子認識 / 生体分子 / 内分泌撹乱 / 核内受容体 / 転写因子 / ビスフェノールA

Research Abstract

現在、国際的に注目されている内分泌撹乱物質問題の最大の課題は、「ビスフェノールAの『低用量効果』の解明」である。低用量効果とは、規制値よりもはるかに低い濃度のビスフェノールAが、前立腺肥大や攻撃的な「キレる」マウスなど、エストロゲン様の内分泌撹乱作用を示すことを意味する。ところで、我々はビスフェノールAがエストロゲン関連受容体γ型(ERRγ)に非常に強く結合することを発見した。本研究では、低用量問題はERRγとエストロゲン受容体(ER)がヘテロ二量体を形成して作用することに由来すると考え、ビスフェノールAの作用を分子レベルで解明することを目指している。
2年計画の1年目である本年度は、ERRγとERαが直接繋がっているために自然にダイマーを形成する「強制ダイマー」の発現系を構築した。ERRγ-ERαの順番に繋がっているものと、前後が逆のERα-ERRγの順で繋がっている2つのヘテロダイマーを発現する発現プラスミドを構築し、さらに、ERα-ERαのホモダイマーを発現するプラスミドも構築した。これらを無細胞発現系であるウサギ網状赤血球で発現し、放射標識リガンドを用いた受容体結合試験を行った。その結果、ERRγとERαは、強制的に繋いでERRγ-ERαとしても、それぞれのリガンド結合能を保持出来ることが判明した。そこで、ヒト子宮頸癌由来培養細胞Helaで発現し、転写活性を評価したところ、ナノモル濃度(ナノは百万分の1) 付近で最大活性を示し、リガンド濃度が濃くても薄くても、転写活性化能は低いという興味深い実験結果が得られた。こうしたユニークなリガンド応答性が、低用量問題に関係する可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] Induced-fit type ligand binding guided by free-rotatory Leu residue present in the 7th a-helix peptide in the estrogen-related receptor γ (ERRγ) (2009)
  • Author(s): Matsushima, A., Okada, H., Liu, X., Tokunaga, T., Teramoto, T., Kakuta. Y. Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2008 Pages: 521-522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ERa/ERRa Nuclear Receptor Heterodimer Directly Linked by A Flag Peptide (2009)
  • Author(s): Ikeda, S., Matsushim, A., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Peptide Science 2008 Pages: 511-512
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bisphenol A-specific nuclear receptor ERRy : structure-function analysis of the two novel isoforms lacking vital peptide fragment in the ligand binding domain (2009)
  • Author(s): Takeda, Y., Liu, X., Sumiyoshi, M., Matsushima, A., Shimohigashi, Y. and Shimohigashi, M.
  • Journal Title: Peptide Science 2008 Pages: 517-518
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct evidence revealing structural elements essential for the high binding ability of bisphenol A to human estrogen-related receptor γ (ERRγ) (2008)
  • Author(s): Okada, H., Tokunaga, T., Lui, X., T akayanagi, S., Matsushima, A., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Environ. Health Perspect 116 Pages: 32-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ERRy tethers strongly bisphenol A and 4-a-cumylphenol in an induced-fit manner (2008)
  • Author(s): Matsushima. A., Teramoto, T., Okad a, H., Liu, X., Tokunaga, T., Kakut a, Y., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun 373 Pages: 373
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A strategy to explore the target receptor of endocrine disruptors : Estrogen-related receptor γ (ERR γ) as a genuine acceptor of bisphenol A (2008)
  • Author(s): Matsushima, A., Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Alternatives to Animal Testing and Experimentation. (AATEXjournal) special issue Pages: 495-497
• [Journal Article] Radar chart deviation analysis of prion protein amino acid composition defines characteristic structural abnormalities of the N-terminal octapeptide tandem repeat (2008)
  • Author(s): Yokotani, S., Nose, T., Horiuchi, Y., Matsushima, A., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Protein Peptide Sci 15 Pages: 949-955
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design synthesis of highly potent antagonist of ORL1 nociceptin receptor (2008)
  • Author(s): Li, I Isozaki, K., Okada, K., Matsu shima, A., Nose, T., Costa, T., and Shimohigashi, Y.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem 16 Pages: 2635-2664
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ビスフェノールAおよびその類似体とエストロゲン関連受容体γ型(ERRγ)とのX線結晶構造解析による結合要因解析 (2008)
  • Author(s): 松島綾美、岡田浩幸、寺本岳大、劉暁輝、角田佳充、下東康幸
  • Organizer: 環境ホルモン学会第11回研究発表会
  • Place of Presentation: 星陵会館および東京ビッグサイト、東京都江東区
  • Year and Date: 20081213-14
• [Presentation] エストロゲン関連受容体γ型と内分泌撹乱物質ビスフェノールAおよびその誘導体4-α-クミルフェノールの誘導適合による結合様式 (2008)
  • Author(s): 松島綾美、岡田浩幸、寺本岳大、劉暁輝、角田佳充、下東康幸
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド、神戸市
  • Year and Date: 20081209-12
• [Presentation] エストロゲン関連受容体γ型第ヘリックスペプチドのLeu側鎖の自由回転による適合誘導型リガンド結合 (2008)
  • Author(s): 松島綾美、岡田浩幸、劉暁輝、徳永隆俊、寺本岳大、角田佳充、下東康幸
  • Organizer: 第45回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀、東京都江戸川区
  • Year and Date: 20081029-31
• [Presentation] Structural flexibility of human nuclear receptor ERR to adopt endocrine disruptor bisphenol A and its derivatives (2008)
  • Author(s): Ayami Matsushima, Hiroyuki Okada, Xiaohui Liu, Takatoshi Tokunaga, T akamasa Teramoto Yoshimitsu Kaku ta, and Yasuvuki Shimohigashi
  • Organizer: 17th Meeting of Methods in Protein Structure Analysis(MPSA2008)
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌市
  • Year and Date: 20080826-29
• [Presentation] ビスフェノールA類似化合物のERRγ結合要因解析 (2008)
  • Author(s): 松島綾美、寺本岳大、岡田浩幸、劉暁輝、角田佳充、木村誠、下東康幸
  • Organizer: 平成20年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡市
  • Year and Date: 20080517-18
• [Presentation] ビスフェノールA結合におけるエストロゲン関連受容体γ型(ERRγ)の構造要因解析 (2008)
  • Author(s): 劉暁輝、松島綾美、徳永隆俊、岡田浩幸、下東康幸
  • Organizer: 平成20年度日本生化学会九州支部例会
  • Place of Presentation: 九州大学、福岡市
  • Year and Date: 20080517-18
• [Presentation] エストロゲン受容体α型とエストロゲン関連受容体α型とのヘテロダイマーの新規発現系構築とその活性評価 (2008)
  • Author(s): 池田伸、松島綾美、下東康幸
  • Organizer: 第45回化学関連支部会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場、北九州市
  • Year and Date: 2008-07-05