魚臭症候群の原因となるフラビン含有モノオキシゲナーゼ遺伝子の解析

• 研究課題/領域番号: 09877427
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鎌滝 哲也 北海道大学, 大学院薬学研究科, 教授 (00009177)
• 研究分担者: 藤田 健一 北海道大学, 大学院薬学研究科, 助手 (60281820) ; 中山 佳都夫 北海道大学, 大学院薬学研究科, 助手 (20261323)
• 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: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1998年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 1997年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 遺伝病 / ノックアウトマウス / トリメチルアミン / クローニング / 代謝欠損 / 発現系 / 遺伝子治療 / 遺伝子多型

研究概要

1. ヒト肝ミクロゾーム用いた速度論的解析の結果、トリメチルアミン(TMA)のN-酸化酵素活性は一相性を示し、Km値は46μMであった。熱処理(FMOは熱に不安定)あるいはFMOの阻害薬の添加によりTMAのN-酸化酵素活性は大きく低下した。これらの結果より、ヒト肝臓におけるTMAのN-酸化はFMOによって触媒されていることが示唆された。
2. ヒト肝よりRNAを調製し、RT-PCRにより、ヒトFMO3およびFMO5のcDNAを単離した。同様にして、ヒト腎臓RNAからFMO1cDNAを単離した。得られたcDNAを大腸菌発現ベクターpTrc99Aに組み込み、大腸菌JM105に導入して発現系を構築した。大腸菌で発現させたヒトFMO各分子種は、FMOの典型的な基質であるメチマゾールのS-酸化酵素活性を有していた。したがって、ヒトFMO各分子種の大腸菌での発現に成功したことが示された。
3. 大腸菌に発現させたヒトFMOを用いてTMAのN-酸化酵素活性を測定した結果、FMO1およびFMO3がTMAのN-酸化に対する触媒活性を有することを見いだした。さらに、FMO1とFMO3について、速度論的パラメータを算出した結果、Vmax/Km値で比較すると、FMO3の値がFMO1の値の約110倍であった。したがって、ヒトFMO分子種の中でTMAのN-酸化への寄与が最も大きいのはFMO3であることが明らかとなった。成人の肝臓ではFMO3の発現量が最も多くFMO1はほとんど発現していないので、実際のヒトの肝臓ではFMO3のみがTMAの代謝を担っていると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] K.Fujita, T.Kamataki et al.: "Establishment of a salmonella tester strain highly sensitive to mutagenic heterocyclic amines" Cancer Res.58. 1833-1838 (1998)
• [文献書誌] T.Kamataki et al.: "Oxidation of Histamine H_1 antagonist mequitazine is catalyzed by cytochrome P450 2D6 in human liver microsomes." J.Pharmacol.Exp.Ther.284. 437-442 (1998)
• [文献書誌] K.Fujita, T.Kamataki et al.: "High catalytic activity of human cytochrome P450 co-expressed with human NADPH-cytochrome P450 reductase in Fscherichia coli." Biochem.Pharmacol.55. 122-127 (1998)
• [文献書誌] K.Fujita, T.Kamataki et al.: "In vivo detection of mutation induced by aflatoxin B_1 using human CYP3A7/HITEC hybrid mice." Biochem.Biophys.Res.Commun.250. 150-153 (1998)
• [文献書誌] K.Nakayama, T.Kamataki et al.: "The UGT1A1^*28 allele is relatively rate in a Japanese population." Pharmacogenetics. 8. 357-360 (1998)
• [文献書誌] T.Kamataki et al.: "A new deleted allele in human cytochrome P4502A6 (CYP2A6) gene found in human liver subjects showing poor metabolic capacity to coumarin and (+)-cis-3,5-dimethyl-2-(3-pyridyl)thiazolidin-4-one hydrochloride (SM-12502)." Pharmacogenetics. 8. 239-249 (1998)
• [文献書誌] 鎌滝哲也他: "環境要因感受性を支配する遺伝的要因“環境と健康"" へるす出版, 245-259 (1998)
• [文献書誌] 鎌滝哲也他: "P450と多型“呼吸器疾患の分子生物学"" 医学書院, 268-274 (1998)
• [文献書誌] Y.Li et al.: "In vivo activation of aflotoxin B_1 in C57BL/6N mice carrying a human fetus-specific CYP3A7 gene." Cancer Res.57. 641-645 (1997)
• [文献書誌] K.Itoh et al.: "Molecular cloning of mouse liver flavin-containing monooxygenase(FMO1)cDNA and characterization of the expression product : Metabolism of the neurotoxin, 1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline(TIQ)." J.Toxicol.Sci.22. 45-56 (1997)
• [文献書誌] A.Kubo et al.: "Determination of FAD-binding domain in flavin-containing monooxygenase 1(FMO1)." Arch.Biochem.Biophys.345. 271-277 (1997)
• [文献書誌] Y.Takahashi et al.: "Inhibition of transcription of CYP1A1 gene by the upstream stimula-tory factor 1(USF1)." J.Biol.Chem.272. 30025-30031 (1997)
• [文献書誌] K.Nakamura et al.: "Oxidation of Histamine H_1 antagonist mequitazine is catalyzed by cytochrome P450 2D6 in humna liver microsomes." J.Pharmacol.Exp.Ther.(in press). (1998)
• [文献書誌] K.Nunoya et al.: "A new deleted allele in human cytochrome P4502A6(CYP2A6)gene found in human liver subjects showing poor metabolic capacity to coumarin and (+)-cis-3,5-dimethyl-2-(3-pyridyl)thiazolidin-4-one hydrochloride(SM-12502)." Pharmacogenetics. (in press). (1998)
• [文献書誌] T.Kamataki et al.: "Establishment of cell lines carrying human genes : applications in pharmacology and toxicity testing. ″Animal alternatives,welfare and ethics″" Tokyo Elsevier, 809-812 (1997)
• [文献書誌] 鎌滝哲也他: "肝臓での代謝レベルでの相互作用 ″抗癌剤の相互作用″" 医薬ジャーナル社, 41-52 (1998)