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2012 Fiscal Year Annual Research Report

生理活性脂質によるトランスポータ・チャネルの制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22659046
Research Institution独立行政法人国立循環器病研究センター

Principal Investigator

若林 繁夫  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (70158583)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords生体膜 / チャネル / トランスポータ / 受容体 / 細胞内シグナル伝達
Research Abstract

Na+/H+交換輸送体(NHE1)の活性制御にはフォスファチジルイノシトール-2リン酸(PIP2)結合ドメインを含む膜直下領域が重要である。本研究課題前までの研究によって、NHE1はこの脂質結合ドメイン(LID)がdiacylglycerolやphorbol esterと直接結合することよって活性調節を受けることが示唆された。そこで、本研究では、①NHE1の活性化を阻害する薬物の同定、②NHE1がATPによって制御される機構について、研究を進めた。
①NHE1の活性化を阻害する薬物の同定。staurosporineやphorbol esterの化学構造に基づいてインシリコバーチャルスクリーニングを行い、市販の化合物から可能性のあるものをピックアップしたのち、実際にNHE1活性化をブロックするかどうかを検証した。その結果、staurosporineに代表されるようなインドロカルバゾール環骨格を有する化合物のみがNHE1の活性化を阻害することが判明した。また、プロテインキナーゼC(PKC)を阻害する薬物の多くが、NHE1の活性化を阻害しないことが判明し、活性化がPKCを介するものではないという私達の仮説を支持した。NHE1を阻害する化合物はLIDに直接結合することが判明した(論文投稿中)。
②NHE1がATPによって制御される機構。NHE1は二次性能動輸送体であり、ATP加水分解のエネルギーを必要としないが、不思議なことに細胞内ATPが無いと生理的なNHE1活性は失われる。このATP要求性はLIDが関与する可能性がある。SF9細胞よりNHE1を精製したNHE1がazido-[32P]ATPによってATPによって阻害されるような光架橋を受けること、その結合ドメインがLIDであることが判明した。ATPがNHE1の直接的な制御因子であることが示唆された(FEBS J, 2013)。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Regulation of the cardiac Na+/H+ exchanger in health and disease2013

    • Author(s)
      Wakabayashi, S.
    • Journal Title

      Journal of Molecullar and Cellullar Cardiology

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2013.02.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence that Na+/H+ exchanger 1 is an ATP-binding protein2013

    • Author(s)
      Shimada-Shimizu, N.
    • Journal Title

      FEBS Journal

      Volume: 280 Pages: 1430-1442

    • DOI

      10.1111/febs.12138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification and properties of a novel variant of NBC4 (Na+/HCO3- co-transporter 4) that is predominantly expressed in the choroid plexus2013

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

      Biochemical Journal

      Volume: 450 Pages: 179-187

    • DOI

      10.1042/BJ20121515

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Decreased surface sialic acid content is a sensitive indicator of muscle damage2013

    • Author(s)
      Iwata, Y.
    • Journal Title

      Muscle & Nerve

      Volume: 47 Pages: 372-378

    • DOI

      10.1002/mus.23632

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diverse functions of neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) in excitable cells2012

    • Author(s)
      Nakamura, T.Y.
    • Journal Title

      Trends in Cell & Molecular Biology

      Volume: 7 Pages: 99-110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Na+/H+ exchanger 1 directly binds to calcineurin A and activates downstream NFAT signaling, leading to cardiomyocyte hypertrophy2012

    • Author(s)
      Hisamitsu, T.
    • Journal Title

      Molecular and Celllar Biology

      Volume: 32 Pages: 3265-3280

    • DOI

      10.1128/MCB.00145-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perilipin 5, a lipid droplet-binding protein, protects heart from oxidative burden by sequestering fatty acid from excessive oxidation2012

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

      Jounal of Biological Chemistry

      Volume: 287 Pages: 23852-23863

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.328708

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of neuronal calcium sensor-1 in the cardiovascular system2012

    • Author(s)
      Nakamura, T.Y.
    • Journal Title

      Trends in Cardiovascular Medicine

      Volume: 22 Pages: 12-17

    • DOI

      10.1016/j.tcm

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Na+/H+交換輸送体NHE1はその細胞質領域のPVITID配列に直接結合したカルシニューリンを介して下流のNFAT活性を増幅する2013

    • Author(s)
      久光 隆
    • Organizer
      日本生理学会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Year and Date
      20130327-20130329
  • [Presentation] Evidence that Na+/H+ exchanger 1 is an ATP-binding protein: a possible mechanism for ATP requirement of transport activity2013

    • Author(s)
      Shimada-Shimizu, N.
    • Organizer
      Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20130122-20130124
  • [Presentation] カルシニューリンB様蛋白質CHP3によるGSK3βの活性調節メカニズムの解明2012

    • Author(s)
      古林創史
    • Organizer
      日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Na+/H+交換輸送体によるカルシニューリン-NFATシグナル増幅:結合モチーフPVITID配列の変異解析2012

    • Author(s)
      久光 隆
    • Organizer
      日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Na+/H+交換輸送体NHE1の活性調節をブロックする阻害剤の活性-構造相関2012

    • Author(s)
      嶋田-清水直子
    • Organizer
      日本生化学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20121214-20121216
  • [Presentation] Na+/H+交換輸送体NHE1とカルシニューリンとの直接結合を介する新しい心肥大シグナル増強経路

    • Author(s)
      久光 隆
    • Organizer
      近畿生理学談話会
    • Place of Presentation
      関西医科大学
  • [Presentation] Na+/H+交換輸送体による心肥大カルシウムシグナルの制御

    • Author(s)
      若林繁夫
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2012
    • Place of Presentation
      神戸学院大学
    • Invited
  • [Book] 循環器病研究の進歩(通巻52号)2012

    • Author(s)
      西谷(中村)友重
    • Total Pages
      46-55
    • Publisher
      協和企画
  • [Book] Muscular Dystrophy2012

    • Author(s)
      Iwata, Y.
    • Total Pages
      143-158
    • Publisher
      InTech

URL: 

Published: 2014-07-24  

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