| 研究課題/領域番号 |
11470120
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
法医学
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| 研究機関 | 日本医科大学 |
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研究代表者 |
長谷場 健 日本医科大学, 医学部, 講師 (50156329)
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| 研究分担者 |
山本 伊佐夫 神奈川歯科大学, 歯学部, 助手 (30277917)
亀山 孝二 日本医科大学, 医学部, 助手 (60150736)
真下 啓子 日本医科大学, 医学部, 助手 (90113000)
黒沢 則夫 創価大学, 工学部, 助教授 (30234602)
清水 昭夫 創価大学, 工学部, 助教授 (20235641)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1999年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
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| キーワード | Class III ADH / ノックアウトマウス / アルコール代謝 / 組織障害 / 顕微分光計測 / 活性調節 / 遺伝子解析 / Class I ADH / リコンビナントADH / 活性・構造相関 / 顕微分光酵素活性測定 / Class III ADH遺伝子 / ADH強発現株細胞 / Class III ADH遺伝子クローニング / マウス / 肝ADH酵素量 / ADH大量発現系 |
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| 研究概要 |
Class III ADHは、in vitroではエタノール(EtOH)に対して微弱な活性しか示さないが、in vivoアルコール(Alc)代謝においては用量依存的に寄与することが、本ADHをノックアウトしたAdh3-/-マウスを用いたAlc代謝実験によって明らかとなり、また、EtOHの投与量によらず体内Alc分布係数(γ値)を一定に保つ役割が示された。そして、このような血中Alc動態に寄与するClass III ADHは急性Alc中毒症状を低減する働きを持つことがわかった。そこで我々は、本ADHの細胞内活性調節を理解するため、新たに顕微分光測定装置開発し、擬似細胞組織環境でその活性を検討した。その結果、リポソーム膜構造存在下の疎水反応環境でClass III ADHのEtOH酸化活性が高まることがわかった。さらに、このADHは、大量Alc投与下での肝組織、および疎水性の高まった膜障害平滑筋細胞で、発現誘導されることがわかった。これらのことは、急性Alc投与で障害されて疎水性の高まった細胞組織では、Class III ADHは活性化と誘導の二つの活性調節によってEtOH酸化活性が高まり、in vivo Alc代謝に寄与すると考えられた。
そこで、これらの活性調節のメカニズムの解明を以下のごとく試みた。Class III ADHの疎水性反応環境における酵素分子レベルでの活性化メカニズムを明らかにするために、大腸菌に大量発現させて得られたrecombinant mouse ADHを用いて、ADHの活性-構造相関について検討した。その結果、Class III はその活性中心ポケットがClass Iに比べ親水性であるために大きく、EtOHのような小分子のAlcに対しては低い親和性しか示さないが、疎水性の溶液環境では活性中心の親水基が寄り添ってポケットが縮小し、EtOHへの親和性が高まって活性化されるとい活性調節機構の存在が示唆された。また、Class III ADHの誘導発現調節メカニズムを遺伝子レベルで検討するため、その遺伝子をクローニングして、DNA解析を行ったところ、5'上流域にXRE、STAT、SRYなどの発現誘導プロモーター配列が見出された。このように、Class III ADHは毒性物質、ホルモン、性決定因子などの細胞内外の情報に応答して遺伝子発現が制御されていることが示唆された。
以上のように、Class III ADHは、その活性が細胞環境の諸変化に対応して、活性中心の構造変化、遺伝子レベルでの発現調節などによって変化し、Alc代謝およびその他の細胞防御系代謝を調節していると考えられ、また、そのAlc代謝への寄与の増大がAlc性関連障害の進展に重要と考えられた。
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