尿酸トランスポーターに結合するPDZK1による尿酸輸送機能調節メカニズム

• 研究課題/領域番号: 15590233
• 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: 薬理学一般
• 研究機関: 杏林大学
• 研究代表者: 安西 尚彦 杏林大学, 医学部, 助手 (70276054)
• 研究分担者: 金井 好克 杏林大学, 医学部, 教授 (60204533) ; 入部 雄司 杏林大学, 医学部, 助手 (20348618) ; 平田 拓 杏林大学, 医学部, 助手 (60372918) ; 横山 宏和 杏林大学, 医学部, 助手 (60360103)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 酵母Two-hybrid法 / 尿酸トランスポーター / PDZタンパク質 / 共免疫沈降法 / GSTプルダウンアッセイ / 表面プラズモン共鳴法 / 表面ビオチン化法 / 近位尿細管

研究概要

我々はこれまでに酵母Two-hybrid法を用いて腎臓尿酸トランスポーターURAT1の細胞内結合タンパク質PDZK1を同定し、部位指定突然変異導入法を用いた解析により、両タンパク質の結合にはタンパク質間相互作用に代表的なPDZ相互作用を介して生じること、また哺乳類培養細胞HEK293へのURAT1・PDZK1共遺伝子導入により、URAT1の尿酸輸送が増加することを明らかにしていた。
平成15年度の科学研究費補助金助成により、
1)URAT1とPDZK1の結合が、共免疫沈降法やGSTプルダウンアッセイ等の生化学的手法によっても確認されること、2)URAT1発現HEK293細胞にPDZK1遺伝子導入を行い、尿酸輸送キネティクス解析を行った結果、PDZK1共発現はKmを変えることなく、Vmaxのみを変化させること、更に3)ヒト腎臓組織連続切片に対し、抗ヒトURAT1抗体および抗ヒトPDZK1抗体を用いて免疫組織染色を行ったところ、腎近位尿細管管腔側膜に両タンパク質の局在を認め、またヒト腎臓由来タンパク質に対し、上記抗体を用いて共免疫沈降実験を行った所、URAT1とPDZK1の結合を確認することができたことを報告した。
さらに平成16年度の科学研究費補助金助成により、以下の点が明らかにされた。
1)表面プラズモン共鳴法を用いた解析により、URAT1のC末端とPDZK1の第1、第2および第4PDZドメインとの結合親和性は1.9-516nMであり、PDZ相互作用に一般的な範囲内にあること
2)表面ビオチン化法による細胞膜上URAT1タンパク質発現量はPDZK1共発現により1.6倍に増加すること。このことからURAT1輸送機能の活性化は形質膜上でのタンパク質発現量の増加ないし安定化よることが強く示唆された。
3)ヒトPDZK1の2つのSNPsのうち、ドメイン4直前に存在するV372EはURAT1との結合に影響しなかったが、ドメイン2の中央に位置するY145HではURAT1との結合が認められなかった。またY145HとV372E変異体PDZK1遺伝子のHEK-URAT1細胞への導入は尿酸輸送活性に影響しなかった。
これらの結果は腎臓においてURAT1とPDZK1の結合が、生理学的及び病態生理学的な面からも重要であることを強く示唆し、今後本相互作用を薬物標的とした新規高尿酸血症治療薬開発への端緒となると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Renal Urate Handling : Clinical Relevance of Recent Advances. (2005)
  • 著者名/発表者名: Anzai N.
  • 雑誌名: Current Rheumatology Report 7 ページ: 227-234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Integrated Physiology of proximal tubular organic anion transport. (2005)
  • 著者名/発表者名: Anzai N, Jutabha P, Kanai Y, Endou H.
  • 雑誌名: Curr Opin Nephrol Hypertens (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Renal Urate Handling Clinical Relevance of Recent Advances. (2005)
  • 著者名/発表者名: Anzai N, Enomoto A, Endou H.
  • 雑誌名: Curr Rheumatol Report 7(3) ページ: 227-234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immunocytochemical characterization of the incubated rat renal cortical slices. (2005)
  • 著者名/発表者名: Crljen V, Saboiic I, Susac J, Appenroth D, Herak-Kramberger CM, Ljubojevic M, Anzai N, Antolovic R, Burckhardt G, Fleck C, Sabolic I.
  • 雑誌名: Pflugers Arch. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Altered renal elimination of organic anions in rats with chronic renal failure. (2005)
  • 著者名/発表者名: Torres AM, Mac Laughlin M, Muller A, Brandoni A, Anzai N, Endou H.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1740(1) ページ: 29-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The multivalent PDZ domain-containing protein PDZK1 regulates transport activity of renal urate-anion exchanger URAT1 via its C-terminal. (2004)
  • 著者名/発表者名: Anzai N.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 45942-45950
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutations in SLC6A19, encoding BOAT1, cause Hartnup disorder. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kleta R.
  • 雑誌名: Nat Genet. 36 ページ: 99-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Human organic anion transporter 4 is a renal apical organic anion/dicarboxylate exchanger in the proximal tubules. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ekaratanawong S
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 94 ページ: 297-304
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interactions of human organic anion transporters with diuretics. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasannejad H
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther. 308 ページ: 1021-1029
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 尿酸トランスポーターの分子生物学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 安西尚彦
  • 雑誌名: 生化学 76 ページ: 101-110
  • NAID: 10012684851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The multivalent PDZ domain-containing protein PDZK1 regulates transport activity of renal orate-anion exchanger URAT1 via its C terminus. (2004)
  • 著者名/発表者名: Anzai N, Miyazaki H, Noshiro R, Khamdang S, Chairoungdua A, Shin HJ, Enomoto A, Sakamoto S, Hirata T, Tomita K, Kanai Y, Endou H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279(44) ページ: 45942-45950
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutations in SLC6A19, encoding B^0AT 1, cause Hartnup disorders. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kleta R, Romeo E, Ristic Z, Ohura T, Stuart C, Arcos-Burgos M, Dave MH, Wagner CA, Camargo SR, Inoue S, Matsuura N, Helip-Wooley A, Bockenhauer D, Warth R, Bernardini I, Visser G, Eggermann T, Lee P, Chairoungdua A, Jutabha P, Babu E, Nilwarangkoon S, Anzai N, Kanai Y, Verrey F, Gahl WA, Koizumi A.
  • 雑誌名: Nat Genet. 36(9) ページ: 999-1002
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel single nucleotide polymorphisms of organic cation transporter 1(SLC22A1) affecting transport functions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakata T, Anzai N, Shin HJ, Noshiro R, Hirata T, Yokoyama H, Kanai Y, Endou H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 313(3) ページ: 789-793
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The genetic polymorphism of drug transporters : functional analysis approaches. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Tsuji A, Inui K, Sai Y, Anzai N, Wada M, Endou H, Sumino Y
  • 雑誌名: Pharmacogenomics. 5(1) ページ: 67-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Human organic anion transporter 4 (OAT4) is a renal apical organic anion/dicarboxylate exchanger in the proximal tubules. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ekaratanawong S, Anzai N, Jutabha P, Miyazaki H, Noshiro R, Takeda M, Kanai Y, Sophasan S, Endou H
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 94(3) ページ: 297-304
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interactions of human organic anion transporters with diuretics. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasannejad H, Takeda M, Taki K, Jung SH, Babu E, Jutabha P, Khamdang S, Aleboyeh M, Onodera ML, Tojo A, Enomoto A, Anzai N, Narikawa S, Huang XL, Niwa T, Endou H.
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther. 308(3) ページ: 1021-1029
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The multivalent PDZ domain-containing protain PDZK1 regulates transport activity of renal urate-anion exchanger URAT1 via its C-terminal. (2004)
  • 著者名/発表者名: Anzai N.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 45942-45950
• [雑誌論文] Mutation in SLC6A19, encoding BOAT1, cause Hartnup disorder. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kleta R.
  • 雑誌名: Net Genet. 36 ページ: 99-102
• [雑誌論文] Identification of a novel system L amino acid transporter structurally distinct from heterodimeric amino acid transporters. (2003)
  • 著者名/発表者名: Babu E, Kanai Y, Chairoungdua A, Kim do K, Iribe Y, Tangtrongsup S, Jutabha P, Li Y, Ahmed N, Sakamoto S, Anzai N, Nagamori S, Endou H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 278(44) ページ: 43838-43845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel voltage-driven organic anion transporter present at apical membrane of renal proximal tubule. (2003)
  • 著者名/発表者名: Jutabha P, Kanai Y, Hosoyamada M, Chairoungdua A, Kim do K, Iribe Y, Babu E, Kim JY, Anzai N, Chatsudthipong V, Endou H.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 278(30) ページ: 27930-27938
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction of human and rat organic anion transporter 2 with various cephalosporin antibiotics. (2003)
  • 著者名/発表者名: Khamdang S, Takeda M, Babu E, Noshiro R, Onozato ML, Tojo A, Enomoto A, Huang XL, Narikawa S, Anzai N, Piyachaturawat P, Endou H.
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol. 465(1-2) ページ: 1-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of human organic anion transporters in the choroid plexus and their interactions with neurotransmitter metabolites. (2003)
  • 著者名/発表者名: Alebouyeh M, Takeda M, Onozato ML, Tojo A, Noshiro R, Hasannejad H, Inatomi J, Narikawa S, Huang XL, Khamdang S, Anzai N, Endou H.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 93(4) ページ: 430-436
  • NAID: 10011953460
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Annual Review 2005腎臓 (2005)
  • 著者名/発表者名: 宮崎博喜
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] Annual Review 2004 腎臓 (2004)
  • 著者名/発表者名: 安西尚彦
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 中外医学社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takeshi Sakata: "Novel single nucleotide polymorphisms of organic cation transporter 1 (SLC22A1) affecting transport functions"Biochem Biophys Res Commun. 313・3. 789-793 (2004)
• [文献書誌] Toshihisa Ishikawa: "The genetic polymorphism of drug transporters : functional analysis approaches."Pharmacogenomics. 5・1. 67-99 (2004)
• [文献書誌] Babu Ellapan: "Identification of a novel system L amino acid transporter structurally distinct from heterodimeric amino acid transporters"J Biol Chem. 278・44. 43838-43845 (2003)
• [文献書誌] Promsuk Jutabha: "Identification of a novel voltage-driven organic anion transporter present at apical membrane of renal proximal tubule"J Biol Chem. 278・30. 27930-27938 (2003)
• [文献書誌] 安西尚彦: "Yeast Two-hybrid法によるイオンチャネルの細胞内調節因子の同定法"日本薬理学会誌. 122・4. 331-337 (2003)
• [文献書誌] 安西尚彦: "酵母Two-hybrid法によるイオンチャネル・トランスポーター細胞内結合タンパク質の同定"腎と透析. 55・2. 369-375 (2003)
• [文献書誌] 安西尚彦: "Annual Review腎臓2004"伊藤克己, 浅野 泰, 遠藤 仁, 御手洗哲也, 東原英二. 251 (2004)