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遺伝子工学を用いた糖輸送担体の構造と機能およびインスリン作用の解析

研究課題

研究課題/領域番号 04454557
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 内分泌・代謝学
研究機関東京大学

研究代表者

岡 芳知  東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (70175256)

研究分担者 犬飼 浩一  東京大学, 医学部・附属病院, 医員
石原 寿光  東京大学, 医学部・附属病院, 医員
片桐 秀樹  東京大学, 医学部・附属病院, 医員
浅野 知一郎  東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (70242063)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
1993年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1992年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード糖輸送担体 / 構造と機能 / インスリン / 遺伝子工学
研究概要

グルコーストランスポーターのアイソフォームは非常に類似した構造を有するにもかかわらず、その糖輸送の特性が異なっている。例えば、GLUT1はKmが低い(すなわち、親和性が高い)が、GLUT2はKmが高いグルコーストランスポーターである。一方、GLUT2はGLUT1に比べて、Vmaxが高い。我々は、そのアミノ酸配列を検討すると、細胞内に存在するC末端は比較的ホモロジーが低いことに着目した。そこで、C末端の違いがアイソフォーム特異的な糖輸送特性を規定しているのではないかとの仮説を実証するためにGLUT1とGLUT2のキメラ糖輸送担体を作製することを試みた。
GLUT1のC末端細胞内部分の42個のアミノ酸をGLUT2のC末端部分と置換したキメラ糖輸送担体のcDNAを作製し、CHO細胞に発現ベクターと共に導入した。キメラ糖輸送担体の発現はWestern blottingで確認した後、糖輸送活性を測定した。キメラ糖輸送担体を発現させた細胞では、細胞表面の糖輸送担体の数が少ないクローンでも10mMでの糖輸送活性はむしろ多く、細胞表面の糖輸送担体1個当たりで計算すると、糖取り込みのKmはGLUT1の3.8倍,Vmaxは4.3倍に増加していることがあきらかとなった。
すなわち、GLUT1のC末端をGLUT2に置換することによって、GLUT2らしさが付与されたのであった。このように、グルコーストランスポーターC末端はアイソフオーム特異的な糖輸送特性を決定する上で重要な役割を果たしていると考えられる。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Ishihara H et al.: "Expression of GLUT4 glucose transporter in unweighted soleus muscle of normal and STZ-induced diabetic rats." Am.J.Physiol.264. E301-E307 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katagiri H et al: "The role of tryptophan 388 of GLUT1 glucose transporter on glucose transport activity and photoaffinity-labelling with forskolin." Biochemical J.291. 861-867 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano T et al.: "The role of N-glycosylation in the targeting and stability of GLUT1 glucose transporter." FEBS lett. 324. 258-261 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inukai K et al.: "Cloning and increased expression with fructose feeding of rat jejunal GLUT5." Endocrinology. 138. 2009-2014 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takata K et al.: "Mammalian sugar transporters:Their localization and link to cellular functions." Acta Histochem Cytochem. 26. 165-178 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishihara H et al.: "Overexpression of hexokinase I but not GLUT1 glucose transporter alters concentration-dependency of glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic b-cell line MIN6." J Biol Chem. 269. 3081-3087 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishihara H.et al.: "Expression of GLUT4 glucose transporter in unweighted soleus muscle of normal and STZ-induced diabetic rats." Am.J.Physiol.264. E301-E307 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katagiri H.et al.: "The role of tryptophan 388 of GLUT1 glucose transporter on glucose transport activity and photoaffinity-labelling with forskolin." Biochemical J. 291. 861-867 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asano T.et al.: "The role of N-glycosylation in the targeting and stability of GLUT1 glucose transporter." FEBS lett. 324. 258-261 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inukai K.et al.: "Cloning and increased expression with fructose feeding of rat jejunal GLUT5." Endocrinology. 138. 2009-2014 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takata K.et al.: "Mammalian sugar transporters : Their localization and link to cellular functions." Acta Histochem Cytochem. 26. 165-178 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishihara H.et al.: "Overexpression of hexokinase I but not GLUT1 glucose transporter alters concentration-dependency of glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic b-cell line MIN6." J Biol Chem. 269. 3081-3087 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishihara H et al.: "Expression of GLUT4 glucose transporter in unweighted soleus muscle of normal and STZ-induced diabetic rats." Am.J.Physiol.264. E301-E307 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Katagiri H et al: "The role of tryptophan 388 of GLUT1 glucose transporter on glucose transport activity and photoaffinity-labelling with forskolin." Biochemical J.291. 861-867 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Asano T et al.: "The role of N-glycosylation in the targeting and stability of GLUT1 glucose transporter." FEBS lett. 324. 258-261 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Inukai K et al.: "Cloning and increased expression with fructose feeding of rat jejunal GLUT5." Endocrinology. 138. 2009-2014 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takata K et al.: "Mammalian sugar transporters:Their localization and link to cellular functions." Acta Histochem Cytochem. 26. 165-178 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Ishihara H et al.: "Overexpression of hexokinase I but not GLUT1 glucose transporter alters concentration-dependency of glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic b-cell line MIN6." J Biol Chem. 269. 3081-3087 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Asano,T.: "Up-regulation of GLUT2 mRNA by glucose,mannose,and fructose in isolated rat hepatocytes." Diabetes. 41. 22-25 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Shibasaki,Y.: "Two glucose transporter isoforms are sorted differentially and are expressed in distinct cellular compartments." Biochem.J.281. 829-834 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Asano,T.: "Glucose increases the papain susceptibility of GLUT1 glucose transporter" FEBS letters. 298. 129-132 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Lin,J-L.: "Deletion of C-terminal 12 amino acids of GLUT1 protein does not abolish glucose transport activity." Biochem Biophys Res Commun.184. 865-870 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Asano,T.: "Domains responsible for differential targeting of glucose transporter isoforms" J.Biol.Chem.267. 19636-19641 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Katagiri,H.: "Replacement of intracellular C-terminal domain of GLUT1 glucose transporter with that of GLUT2 increases Vmax and Km of transport activity." J.Biol.Chem.267. 22550-22555 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Asano,T.: "Characterization of GLUT3 protein expressed in Chinese hamster ovary cells" Biochem.J. 288. 189-193 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Morita Y.: "Expression and possible function of glucose transporter protein GLUT1 during preimplantation mouse development from oocytes to blastocysts" Biochem Biophys Res Commun. 188. 8-15 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Oka,Y.: "Expression of glucose transporter isoforms with aging" Gerontology. 38. 3-9 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Oka,Y.: "Expression of glucose transporter isoforms in atrophied and enlarged muscle." Med.Sport Sci.37. 84-90 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Katagiri,H.: "Nonsense mutation of the glucokinase gene in late-onset non-insulin dependent diabetes mellitus." Lancet. 340. 1316-1317 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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