MRP1トランスポータの薬剤輸送の機構と構造変化の解析

• 研究課題/領域番号: 14570123
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 古川 龍彦 鹿児島大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (40219100)
• 研究分担者: 中島 融一 鹿児島大学, 医学部, 研究機関研究員
• 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: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: MRP1 / LTC4 / 光親和性誘導体 / グルタチオン / ABCトランスポータ / ヌクレオチド結合ドメイン / トリプシン切断部分 / 抗癌剤 / 多剤耐性

研究概要

薬剤結合部位の同定の目的で新規のMRP1阻害物質AG-Aの光親和性標識化合物azidoAG-Aがグルタチオン(GSH)存在下にC末端側に結合すること、その結合部位が薬剤結合部位と重なっていることをすでに報告した。
さらに詳細な薬剤結合部位の解析のために、1222番目のアミノ酸の後にHAのタグを付加したMRP1をazidoAG-Aで光標識後に抗HA抗体で免疫沈降し、さらにトリプシンで分解した。この時得られた標識タンパク質の最小断片は16KDaであった。他の結果から低濃度のトリプシン切断部位が膜貫通部分(TM)17番目とC末のArP結合部位(NBD)NBD2との間にあるので、16KDaの断片はTM15,16の間の細胞内部分とTM17とNBD2との間の由来であり、この部分にazidoAG-Aが結合していると考えられ、TM16,17がその結合に重要であることがわかった。
このTM16,17周辺部の1202,1222,1249番目のアルギニンを疎水的なアミノ酸に置換した変異体を作成して,MRP1の機能を解析した。1202Rの変異体はazidoAG-Aの結合性を消失したが輸送機能は保たれていた、1222Rの変異体は機能に変化がなく、1249Rの変異体はazidoAG-Aの結合性も、LTC_4の輸送機能は消失した。これらのことから1202RはazidoAG-Aの光親和性結合に直接関与するが、輸送機能には関連しない部分で、1249Rは薬剤の認識とその輸送に必須な部分と考えられた。
さらにN末C末のNBD内の保存された配列Walker Aとsignature sequenceの点変異体MRP1を作成して、LTC_4の輸送機能とazidoATPを用いて検討した結果。一方のNBDのsignature sequenceと別のNBDが相互に作用しあって、ATPと結合していることを示唆する結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] Wang, X., 他: "Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) induces cellular resistance to HIV-1 nucleoside reverse transcriptase inhibitors."Molecular Pharmacology. 63. 65-72 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ikeda R: "Thymidine phosphorylase inihibits apoptosis induced cisplatin."Biochemica. et Biophysica. Research Communication. 301. 358-363 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ren XQ.: "Localization of the GSH-dependent photolablling site of an agosterol A anaolog on human MRP1"British Journal of Pharmacology. 138. 1553-1561 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mukai M: "Reversal of the resistance to STI571 in human chronic myelogenous leukemia K562cells"Cancer Science. 94. 557-563 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mituso M: "Binding Site(s) on P-glycoprotein for a newly synthesized photoagginity analog of Agosterol A."Oncology Research. 14. 39-48 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nakajima Y.: "Inhibition of metastasis of tumor cells overexpressing thymidine phosphorylase by 2-Deoxy-L-ribose"Cancer Research. 64. 1794-1801 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ren XQ: "The Functions of ABC Signature Sequence in Human Multidrug Resistance Protein 1"Molecular Pharmacology. (印刷中). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Wang X., Furukawa T., Nitanda T., Okamo M, Sugimoto Y., Akiyama S., Baba, M.: "Breast cancer resistance protein(BCRP/ABCG2)induces cellular resistance to HIV-1 nucleoside reverse transcriptase inhibitors."Molecular Pharmacology. 63. 65-72 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ikeda R., Furukawa T., Mitsuo R., Noguchi T., Kitazono M., Okumura H., Sumizawa T., Haraguchi M., Che X-F., Uchimiya H., Nakajima Y., Ren X-Q., Oiso S., Ituro I., Yamada K., Mukai M., Akiyama S.: "Biochemica.et Biophysica"Research Communication. 301. 358-363 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ren XQ., Furukawa T., Aoki S., Sumizawa T., Haraguchi M., Kobayashi M., Che X-F., Akiyama S.: "Localization of the GSH-dependent photolabiling site of an agosterol A analog on human MRP1"British Journal of Pharmacology. 138. 1553-1561 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mukai M., Che X-F., Furukawa T., Sumizawa T., Aoki S., Ren XQ., Haraguchi M., Sugimoto Y., Takamatsu H., Akiyama S.: "Reversal of the resistance to STI571 in human chronic myelogenous leukemia"Cancer Science. 94. 557-563 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mitsuo M., Noguchi T., Nakajimal Y., Aoki S., Ren XQ, Sumizawa T., Haraguchi M., Kobayashi M., Baba M., Nagata Y., Akiyama S., Furukawa T.: "Binding Site(s) on P-glycoprotein for a newly synthesized photoaffinity analog of Agosterol A."Oncology Research. 14. 39-48 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nakajima Y., Gotanda T., Uchimiya H., Furukawa T., Haraguchi M., Ikeda R., Sumizawa T., Yoshida H., Akiyama S.: "Inhibition of metastasis of tumor cells overexpressing thymidine phosphorylase by 2-Deoxy-L-ribose"Cancer Research. 64. 1794-1801 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ren XQ., Furukawa T., Haraguchi M., Sumizawa T., Aoki S., Kobayashi M., Akiyama S.: "The Functions of ABC Signature Sequence in Human Multidrug Resistance Protein 1"Molecular Pharmacology. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Wang X., 他: "Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) induces cellular resistance to HIV-1 nucleoside reverse transcriptase inhibitors."Molecular Pharmacology.. 63. 65-72 (2003)
• [文献書誌] Ikeda R: "Thymidine phosphorylase inhibits apoptosis induced cisplatin."Biochemica. et Biophysica. Research Communication. 301. 358-363 (2003)
• [文献書誌] Ren XQ.: "Localization of the GSH-dependent photolablling site of an agosterol A analog on human MRP1"British Journal of Pharmacology. 138. 1553-1561 (2003)
• [文献書誌] Mukai M: "Reversal of the resistance to STI571 in human chronic myelogenous leukemia K562cells"Cancer Science. 94. 557-563 (2003)
• [文献書誌] Mitsuo M: "Binding Site(s) on P-glycoprotein for a newly synthesized photoaffinity analog of Agosterol A."Oncology Research. 14. 39-48 (2003)
• [文献書誌] Ren XQ: "The Functions of ABC Signature Sequence in Human Multidrug Resistance Protein 1"Molecular Pharmacology. (in press). (2004)
• [文献書誌] Nakajima Y.: "Inhibition of metastasis of tumor cells overexpressing thymidine phosphorylase by 2-Deoxy-L-ribose."Cancer Research. (in press). (2004)
• [文献書誌] Ren XQ.: "A Positively Charged Amino Acid proximate to C-terminus of TM17 of MRP1 is indispensable for GSH-dependent binding of substrates and for transport of LTC4"Biochemistry. 41. 14132-14140 (2002)
• [文献書誌] Ren XQ.: "Localization of the GSH-dependent photolabling site of an agosterol A analog on human MRP1"British Journal of Pharmacology. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Wang X.: "Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) induces cellular resistance to HIV-1 nucleoside reverse transcriptase inhibitors"Mol.Pharmacology. 63. 65-72 (2003)
• [文献書誌] Che X-F.: "Reversal of P-glycoprotein mediated multidrug resistance by newly synthesized 1,4-bensothiazipine derivative, JTV-519"Cancer Lett.. 187. 111-119 (2002)
• [文献書誌] Haraguchi, M.: "Targeted Deletion of both Thymidine Phosphorylase and Uridine Phosphorylase and consequent disorders in mice"Mol.Cell.Biol.. 22. 5212-5221 (2002)
• [文献書誌] Uchimiya H.: "Suppression of thymidin e phosphorylase-mediated angiogenesis and tumor growth by 2-deoxy-L-ribose"Cancer Res.. 62. 2834-2939 (2002)
• [文献書誌] Tsujikawa K.: "Regulation of Lck and Fyn Tyrosine Kinase Activities by Transmembrane Protein Tyrosine Phosphatase Leukocyte Common Antigen-Related Molecule"Mol.Cancer Res.. 1. 155-163 (2002)
• [文献書誌] Ikeda R.: "Molecular basis for the inhibition of hypoxia-induced apoptosis by 2-deoxy-D-ribose"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 291. 806-812 (2003)
• [文献書誌] Ikeda R.: "Thymidine phosphorylase inhibits apoptosis induced cisplatin"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 301. 358-363 (2003)
• [文献書誌] Aoki S.: "Lembehsterols A and B, novel sulfated sterols inhibiting thymidine phosphorylase, from the marine sponge Petrosia strongylata"Chem.Pharm.Bull.. 50. 827-830 (2002)
• [文献書誌] Mukai M.: "Enhanced nucleiotide excision repair in cisplatin resistant human KB carcinoma cells"Oncology Report. 9. 839-844 (2002)
• [文献書誌] Ohno N.: "Augmentation of the cytotoxic activity of an immunotoxin, anti-Tac(Fv)-PE40KDEL, in adutl T leukemia cells"Leukemia Lymphoma. 43. 885-888 (2002)