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ポリアミンの生理作用解明と細胞内濃度調節機序

研究課題

研究課題/領域番号 09470499
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物系薬学
研究機関千葉大学

研究代表者

五十嵐 一衛  千葉大学, 薬学部, 教授 (60089597)

研究分担者 柏木 敬子  千葉大学, 薬学部, 助手 (80169424)
柿沼 喜己  千葉大学, 薬学部, 助教授 (80134394)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1997年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
キーワードポリアミン / スペルミン / スペルミジン / プトレスシン / ポリアミン輸送蛋白質 / NMDA受容体 / ATP / SD配列 / 蛋白質合成開始 / ポリアミン結合部位 / ポリアミン輸送 / protein kinase
研究概要

1. プトレスシン取り込み系の基質結合蛋白質(PotF)のプトレスシン結合部位を、X線結晶構造解析及び変異PotFの活性測定より決定した。その結果、2分子のAsp、1分子のGlu、2分子のTrp、2分子のTyr及び1分子のSerがプトレスシンの結合に関与していることが明らかとなった。中でも、Glu185、Trp244、Asp247及びAsp278が最も重要であった。
2. 酵母のポリアミン輸送欠損株を用いて、ポリアミン輸送蛋白質遺伝子のクローニングに成功した。この遺伝子は12膜貫通領域を有する液胞膜上の蛋白質をコードし、この蛋白質は基質としてポリアミン(プトレスシン、スペルミジン、スペルミン)のみを認識した。
3. ポリアミン、特にスペルミンはNMDA受容体活性を脱分極時の促進、過分極時の阻害と二面的に調節している。この調節に関与しているアミノ酸の同定を試み、スペルミンによる活性促進にはGlu181、Glu185、Glu342、Trp608、Trp611、Asn616、Trp647及びAsp669が関与し、スペルミンによる活性阻害にはTrp563、Asn616、Glu621及びAsp669が関与していることを見出した。
4. ポリアミン、特にスペルミンがATP-Mg^<2+>と三者複合体を形成することをNMRを用いて証明した。この三者複合体形成により、ポリアミン輸送系のPotAのATPase活性が強く促進を受けることを見出した。また、protein kinase Aによる蛋白質のリン酸化も三者複合体形成により約2倍の促進を受けた。
5. 大腸菌でポリアミンにより最も強く合成促進を受ける蛋白質はオリゴペプチド結合蛋白質(OppA)である。ポリアミンはOppA mRNAのSD配列と開始コドンAUGの立体構造を変化させることにより、OppA合成を促進することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamine stimulation of the synthesis of oligopeptide binding protein." J.Biol.Chem.272. 4058-4064 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Excretion and uptake of putrescine by the PotE protein in Eshcerichia coli." J.Biol.Chem.272. 6318-6323 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Block and modulation of N-methyl-D-aspartate receptors by polyamines and protons : Role of amino acid residues in the transmembrane and pore-forming regions of NR1 and NR2 subunits." Mol.Pharmacol.52. 701-703 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nishimura et al.: "Structure and activity of mouse S-adenosylmethinine decarboxylase gene promoters and properties of the encoded proteins." Biochem.J.332. 651-659 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.G.Vassylyev et al.: "Crystal structure and mutational analysis of the Escherichia coli putrescine receptor : structural basis for substrate specificity." J.Biol.Chem.273. 17604-17609 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Meksuriyen et al.: "Formation of a complex containing ATP, Mg^<2+> and spermine : structural evidence and biological significance." J.Biol.Chem.273. 30939-30944 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamine stimulation of the synthesis of oligopeptide binding protein." J.Biol.Chem.272. 4058-4064 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Excretion and uptake of putrescine by the PotE protein in Escherichia coli." J.Biol.Chem.272. 6318-6323 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Block and modulation of N-methyl-D-aspartate receptors by polyamines and protons : Role of amino acid residues in the transmembrane and pore-forming regions of NR1 and NR2 subunits." Mol.Pharmacol.52. 701-703 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nishimura et al.: "Structure and activity of mouse S-adenosylmethionine decarboxylase gene promoters and properties of the encoded proteins." Biochem.J.332. 651-659 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.G.Vassylyev et al.: "Crystal structure and mutational analysis of the Echerichia coli putrescine receptor : structural basis for substrate specificity." J.Biol.Chem.273. 17604-17609 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Meksuriyen et al.: "Formation of a complex containing ATP,Mg^<2+> and spermine structural evidence and biological significance." J.Biol.Chem.273. 30939-30944 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Williams et al.: "The selectivity filter of the N-methyl-D-aspartate receptor:A tryptophan residue controls block and permeation of Mg^<2+>." Mol.Pharmacol.53. 933-941 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishimura et al.: "Structure and activity of mouse S-adenosylmethinine decarboxylase gene promoters and properties of the encoded proteins." Biochem.J.332. 651-659 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] D.G.Vassylyev et al.: "Crystal structure and mutational analysis of the Escherichia coli putrescine receptor:structural basis for substrate specificity." J.Biol.Chem.273. 17604-17609 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Williams et al.: "The selectivity filter of the N-methyl-D-aspartate receptor:A tryptophan residue controls block and permeation of Mg^<2+>." Int.J.Develop.Biol.42. 675-686 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] D.Meksuriyen et al.: "Formation of a complex containing ATP,Mg^<2+> and spermine:structural evidence and biological significance." J.Biol.Chem.273. 30939-30944 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Apirakaramwong et al.: "Enhancement of cell death due to decrease in Mg^<2+> uptake by OmpC(cation-selective porin)eficiency in RMF(ribosome modulation factor)-deficient mutant." Biochem.Biophys.Res.Commun.251. 482-487 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamines stimulation of the synthesis of oligopeptide binding protein." J.Biol.Chem.272. 4058-4064 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Excretion and uptake of putrescine by the PotE protein in Escherichia coli." J.Biol.Chem.272. 6318-6323 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Chao et al.: "N^1-Dansyl-spermine and N^1-(n-octanesulfonyl)-spermine,novel glutamate receptor antagonists:block and permeation of N-methyl-D-aspartate receptors." Mol.Pharmacol.51. 861-871 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Block and modulation of N-methyl-D-aspartate receptors by polyamines and protons.Role of amino acid residues in the transmembrane and pore-forming regions of NR1 and NR2 subunits." Mol.Pharmacol.52. 701-713 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Benzyl- polyamines;Novel.potent N-methyl-D-aspartate receptor antagonists." J.Pharmacol.Exp.Ther.283. 533-540 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukuchi-Shimogori et al.: "Malignant transformation by overproduction of translation initiation factor eIF4G." Cancer Res.57. 5041-5044 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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