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神経・内分泌系におけるD-アスパラギン酸特異的輸送体と受容体の構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 02J05851
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能生物化学
研究機関岡山大学

研究代表者

八代 聖基  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード内分泌器官 / 輸送体 / グルタミン酸 / アスパラギン酸 / 松果体 / ランゲルハンス氏島
研究概要

D体アスパラギン酸は、神経・内分泌器官に多く含まれており、神経・内分泌機能に重要であると言われているが、その詳細は不明である。申請者は、D-アスパラギン酸が松果体におけるメラトニン合成の制御因子であることを見いだし、そのシグナリング経路を解析した。その結果、松果体細胞はD-アスパラギン酸を合成し、放出し、受容体を介してシグナルを伝達していることがわかってきた。この研究中に松果体細胞には、これまで神経ではみられなかった新しいD-アスパラギン酸受容体というべき受容体が発現していることを見いだした。この受容体はイオン型であり、D-アスパラギン酸が結合するとCa2+が細胞外より流入する。本研究の目的の一つは、この受容体のcDNAをクローン化し、その性質を解明することである。さらに、申請者の研究室ではPC12細胞においてD-アスパラギン酸が分泌顆粒に含まれており開口放出されること、そのためにD-アスパラギン酸が顆粒内に濃縮されることを見いだしている。申請者は、このプロセスが他の神経伝達物質の小胞内濃縮と同様の機構で行われておりD-アスパラギン酸に特異的な小胞型輸送系が関与していることを見いだした。本研究の二つの目的は、この輸送系のcDNAをクローン化しその性質を解明することである。そして、これらの研究を通じて、脳神経・内分泌系におけるD-アスパラギン酸の作動機構を分子レベルで解明する。
以上のような目的の中で平成15年度は以下の事を明らかにした。
これまでの我々の研究によって、松果体においてグルタミン酸やアスパラギン酸がメラトニン合成の抑制因子であることを見いだしそのシグナリング経路の解析を行ってきた。しかし、その解析の中で唯一、伝達物質の濃縮系が不明なまま残されていた。近年、我々の研究室を含むいくつかの研究室において無機燐酸を輸送すると考えられていたタンパク質(BNPI/DNPI)が小胞内にグルタミン酸を輸送する事を明らかにした。今年度はこれら小胞型グルタミン酸輸送体のタンパク質は神経細胞以外の松果体や精巣、膵臓ランゲルハンス氏等といった内分泌細胞においても発現しており機能しているとを見いだした。さらに、濃縮されたグルタミン酸が膵臓ラ島においてどのように機能しているのかをグルタミン酸シグナルの受け取り手として働くグルタミン酸受容体を指標に組織化学・生化学・分子生物学的な解析を行った。これによりグルタミン酸はラ氏島の主要機能である血糖調節ホルモンを複雑に制御している事を明らかにした。これらの成果はJ.Biol.Chem.(2003)やDiabetes.(2003,2004)に報告した。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] Muroyama, A. et al.: "A novel variant of ionotropic glutamate receptor is involved in somatostatin secretion from δ cells of islets of Langerhans"Diabetes.. 58(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Uehara, S. et al.: "Metabotropic Glutamate Receptor Type 4 Is Involved in Auto-inhibitory Cascade for Glucagon Secretion by α Cells of Islet of Langerhans"Diabetes.. 53. 1-9 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Moriyama, Y. et al.: "Vacuolar proton pumps in malaria parasite cells.."J Bioenerg Biomembr.. 35. 367-375 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] "Secretory granule-mediated co-secretion of L-glutamate and glucagon triggers glutamatergic signal transmission in islets of Langerhans."J Biol Chem.. 1966-1974 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 八代 聖基: "マラリア原虫の寄生維持のメカニズム:小胞輸送の関与"日本医事新報「基礎医学から」. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Morimoto, R. et al.: "Co-expression of vesicular glutamate transporters (VGLUT1 and VGLUT2) and their association with synaptic-like microvesicles in rat pinealocytes"J Neurochem.. 84. 382-391 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi, M. et al.: "Secretory granule-mediated co-secretion of L-glutamate and glucagon triggers glutamatergic signal transmission in islets of Langerhans"J Biol Chem.. 279. 1966-1974 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuboi, S. et al.: "An intramolecular disulfide bridge as a catalytic switch for serotonin N-acetyltransferase"J Biol Chem.. 44229-44235 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2024-03-26  

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