トランスポータMRP1の物質輸送機構のナノスケール解析

• 研究課題/領域番号: 17590272
• 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)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: MRP1 / LTC_4 / 光親和性標識 / Glutathione / ABC transporter / Nucleotide binding domain / トリプシン切断断片 / SN-38 / 細胞室内ドメイン / ATPase / ATP7A / トランスゴルジネットワーク / 大腸癌 / グルタチオン / 基質認識 / 抗がん剤耐性 / ABCトランスポーター

研究概要

本研究でMRPIのC末端側の17番目の膜貫通部位の近傍の細胞質内部分のトリプシンによる限定分解がグルタチオン(GSH)の存在下では抑制されることを見出した。さらにGSHとAG-Aあるいはビンクリスチンの共存では、切断はさらに強く抑制された。この現象にL_0/ICL3部位が必要であった。これらのことからGSHはL_0/ICL3と反応性があること、GSHがC末端側の立体構造の変化を誘導する可能性を示した。
また、ICL5とICL7のグルタミン酸(507番目と1157番目)とグリシン(511番目と1161番目)がよく保存されていることを見出し、この配列について変異体を作成した。それぞれの変異体とも大きな立体構造変化を伴わないが、LTC4の輸送活性がなく、さらにazidoAG-Aでの光親和性標識のGSH依存的な増強が消失していた。変異体MRPのATP反応性を調べると、ICL5変異体はNBDIのATP結合性は保たれていたが、NBD2の結合性は消失していた。ICL7変異体では両方のNBDの結合性が消失していた。また、バナデートトラップ法によってNBDのATPase活性を調べると、いずれの変異体でも両方のNBDとも活性を消失していることが分かった。
これらの結果はICL5、ICL7のこれらの部位がMRP1のGSHの認識、ATPの結合性、ATPase活性に関連していることを強く示唆している。
一方、これまでGSHに依存せずにMRPIで運ばれる基質についていくつかの報告があったが、その実態は不明であった。本研究でLTC4を輸送できないL_0/ICL3の変異体がSN-38を輸送できることを明らかにした。この結果は、GSHに依存的な輸送系と非依存的な輸送系には薬剤認識に構造的な差があることを示唆している。さらに、GSHに依存しないで輸送できる分子をその化学構造の分類から予測できる可能性を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Copper-transporting P-type ATPase, ATP7A, Confers Multidrug Resistance and its Expression is Related to Resistance to SN-38 in Clinical Colon Cancer. (2007)
  • 著者名/発表者名: Satsuki Owatari
  • 雑誌名: Cancer Research 67(10) ページ: 4860-4868
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of mitogen-activated protein kinase signaling pathways in microcystin-LR-induced apoptosis after its selective uptake mediated by OATP1B1 and OATP1B3. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Komatsu
  • 雑誌名: Toxicological Sciences 97(2) ページ: 407-416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Mitogen-Activated Protein Kinase Signaling Pathways in Microcystin-LR-Induced Apoptosis After its Selective Uptake Mediated by OATP1B1 and OATP1B3 (2007)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M, Furukawa T, Ikeda R, Takumi S, Nong Q, Aoyama K, Akiyama S, Keppler D, Takeuchi T.
  • 雑誌名: Toxicol Sciences 97(2) ページ: 407-416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Copper-transporting P-type ATPase, ATP7A, Confers Multidrug Resistance and its Expression is Related to Resistance to SN-38 in Clinical Colon Cancer. (2007)
  • 著者名/発表者名: Owatari S, Akune S, Komatsu M, Ikeda R, Firth SD, Che XF., Yamamoto M, Tsujikawa K, Kitazono M, Ishizawa T, Takeuchi T, Aikou T, Mercer FBJ, Akiyama S, Furukawa T.
  • 雑誌名: Cancer Research 67(10) ページ: 4860-4868
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Copper-transporting P-type ATPase, ATP7A, Confers Multidrug Resistance and its Expression is Related to Resistance to SN-38 in Clinical Colon Cancer, (2007)
  • 著者名/発表者名: Satsuki Owatari
  • 雑誌名: Cancer Research 67(10)
• [雑誌論文] Involvement of mitogen-activated protein kinase signaling pathways in microcystin-LR-induced apoptosis after its selective uptake mediated by OATP1B1 and OATP1B3. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Komatsu
  • 雑誌名: Toxicological Science (in press.)
• [雑誌論文] A Functional Role of Intracellular Loops of Human Multidrug Resistance Protein 1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ren XQ.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 140(3) ページ: 313-318
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The small heat shock protein alpha B-crystallin inhibits differentiation-induced caspase 3 activation and myogenic differentiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 29(9) ページ: 1815-1819
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induction of thymidine phosphorylase expression by AZT contributes to enhancement of 5'-DFUR cytotoxicity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuneyoshi K
  • 雑誌名: Cancer Letter 244(2) ページ: 239-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular basis for the involvement of thymidine phosphorylase in cancer invasion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Gotanda T
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Med. 17(6) ページ: 1085-1091
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of survivin in primary ATL cells and sodium arsenite induces apoptosis by down-regulating survivin expression in ATL cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Che XF
  • 雑誌名: Blood 107(12) ページ: 4880-4887
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 2-Deoxy-L-ribose inhibits the invasion of thymidine phosphorylase-overexpressing tumors by suppressimng matrix metalloprotease-9. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y
  • 雑誌名: Int. J. Cancer 119(7) ページ: 1710-1706
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Direct activation of the human major vault protein gene by DNA-damaging agents. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto Y
  • 雑誌名: Oncol. Reports 15(3) ページ: 645-652
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 2-Deoxy-D-ribose inhibits hypoxia-induced apoptosis by suppressing the phosphorylation of p38 MAPK. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 342(1) ページ: 280-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protection against DNA damage-induced apoptosis by the angiogenic factor thymidine phosphorylase (2006)
  • 著者名/発表者名: Jeung HC
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580(5) ページ: 1294-1302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Functional Role of Intracellular Loops of Human Multidrug Resistance Protein 1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ren XQ., Furukawa T., Yamamoto M., Aoki S., Kobayashi M., Nakagawa M., Akiyama S.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 140(3) ページ: 313-318
  • NAID: 10018841960
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protection against DNA damage-induced apoptosis by the angiogenic factor thymidine phosphorylase lase (2006)
  • 著者名/発表者名: Jeung HC, Che XF, Haraguchi M, Zhao HY, Furukawa T, Gotanda T, Zheng CL, Tsuneyoshi K, Sumizawa T, Roh JK, Akiyama S.
  • 雑誌名: FEBS Letter 580(5) ページ: 1294-1302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 2-Deoxy-D-ribose inhibits hypoxia-induced apoptosis by suppressing the phosphorylation of p38 MAPK. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R, Che XF, Ushiyama M, Yamaguchi T, Okumura H, Nakajima Y, Takeda Y, Shibayama Y, Furukawa T, Yamamoto M, Haraguchi M, Sumizawa T, Yamada K, Akiyama S.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 342(1) ページ: 280-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct activation of the human major vault protein gene by DNA-damaging agents. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto Y., Sumizawa T., Haraguchi M., Gotanda T., Jueng HC., Furukawa T., Sakata R., Akiyama S.
  • 雑誌名: Oncol. Rep. 15(3) ページ: 645-652
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 2-Deoxy-L-ribose inhibits the invasion of thymidine phosphorylase-overexpressing tumors by suppressing matrix metalloproteinase-9. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y, Haraguchi M., Furukawa T., Yamamoto M., Nakanishi H., Tatematsu M., Akiyama S.
  • 雑誌名: Int. J. Cancer 119(7) ページ: 1710-1716
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of survivin in primary ATL cells and sodium arsenite induces apoptosis by down-regulating survivin expression in ATL cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Che XF., Zheng CL., Owatari, S., Mutoh M., Gotannda, T., Jeung HC, Furukawa T., Ikeda R., Yamamoto M., Haraguchi M., Arima N., Akiyama SI.
  • 雑誌名: Blood 107(12) ページ: 4880-4887
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular basis for the involvement of thymidine phosphorylase in cancer invasion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Gotanda T, Haraguchi M, Tachiwada T, Shinkura R, Koriyama C, Akiba S, Kawahara M, Nishiyama K, Sumizawa T, Furukawa T, Mimata H, Nomura Y, Akiyama S, Nakagawa M.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Med. 17(6) ページ: 1085-1091
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Induction of thymidine phosphorylase expression by AZT contributes to enhancement of 5'-DFUR cytotoxicity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuneyoshi K., Haraguchi M., Hongye Z., Gotanda T,.Tachiwada T., Sumizawa T., Furukawa T., Baba M., Akiyama S., Nakagawa M.
  • 雑誌名: Cancer Lett. 244(2) ページ: 239-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The small heat shock protein alpha B-crystal lin inhibits differentiation-induced caspase 3 activation and myogenic differentiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R, Yoshida K, Ushiyama M, Yamaguchi T, Iwashita K, Fukagawa T, Shibayama Y, Oiso S, Takeda Y, Kariyazono H, Furukawa T, Nakamura K, Akiyama S, Inoue I, Yamada K.
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 29(9) ページ: 1815-1819
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Functional Role of Intracellular Loops of Human Multidrug Resistance Protein 1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ren XQ.
  • 雑誌名: J Biochem(Tokyo) 140(3) ページ: 313-8
• [雑誌論文] ThesmallheatshockproteinalphaB-crystallin inhibits differentiation-induced caspase 3 activation and myogenic differentiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R
  • 雑誌名: Biol.Pharm.Bull 29(9) ページ: 1815-9
• [雑誌論文] Induction of thymidine phosphorylase expression by AZT contributes to enhancement of 5'-DFUR cytotoxicity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuneyoshi K
  • 雑誌名: Cancer Lett. : 244(2) ページ: 239-246
• [雑誌論文] Molecular basis for the involvement of thymidine phosphorylase in cancer invasion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Gotanda T
  • 雑誌名: Int.J.Mol.Med. 17(6) ページ: 1085-91
• [雑誌論文] Overexpression of survivin in primary ATL cells and sodium arsenite induces apoptosis by down-regulating survivin expression in ATL cell lines. (2006)
  • 著者名/発表者名: Che XF
  • 雑誌名: Blood, 107(12) ページ: 4880-7
• [雑誌論文] 2-Deoxy-L-ribose inhibits the invasion of thymidine phosphorylase-overexpressing tumors by suppressimng matrix metallonrotease-9. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y
  • 雑誌名: Int.J.Cacncer, : 119(7) ページ: 1710-6
• [雑誌論文] Direct activation of the human major vault protein gene by DNA-damaging agents. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto Y
  • 雑誌名: Oncol. Rep. 15(3) ページ: 645-52
• [雑誌論文] 2-Deoxy-d-ribose inhibits hypoxia-induced apoptosis by suppressing the phosphorylation of p38 MAPK. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 342 ページ: 280-285
• [雑誌論文] Protection against DNA damage-induced apoptosis by the angiogenic factor thymidine phosphorylase. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hei-Cheul Jueng
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580・5 ページ: 1294-1302
• [雑誌論文] 2-Deoxy-d-ribose inhibits hypoxia-induced apoptosis by suppressing the phosphorylation of p38 MAPK (2006)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Ikeda
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 342・1 ページ: 280-285
• [雑誌論文] Overexpression of survivin in primary ATL cells and sodium arsenite induces apoptosis by down-regulating survivin expression in ATL cell lines (2006)
  • 著者名/発表者名: Xiao-Fang Che
  • 雑誌名: Blood. (in press)
• [雑誌論文] 2-Deoxy-L-ribose inhibits the invasion of thymidine phosphorylaseoverexpressing tumors by suppressimng matrix metalloprotease-9. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Nakajima
  • 雑誌名: Int.J.Cacncer (in press)
• [雑誌論文] Molecular basis for the involvement of thymnidine phosphorylase in cancer invasion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takenari Gotanda
  • 雑誌名: Int.J.Mol Med (in press)
• [雑誌論文] Induction of thymidine phosphorylase expression by AZT contributes to enhancement of 5'-DFUR cytotoxicity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kengo Tsuneyoshi
  • 雑誌名: Cancer Lett. (in press)
• [雑誌論文] Development of a novel screening system for phytoecdysteroids in the environmental pollutants using mammalian cell line. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M
  • 雑誌名: Current Topics in Pharmacology 9(1) ページ: 81-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] MRP1 mutated in the L_0 region transports SN-38 but not leukotriene C_4 or estradiol-17 (beta-D-glucuronate). (2005)
  • 著者名/発表者名: Noguchi T
  • 雑誌名: Biochem Pharmacology 70 (7) ページ: 1056-1065
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Multidrug resistance-associated protein MRP-1 regulates dauer diapause by its export activity in Caenorhabditis elegans. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yabe T.
  • 雑誌名: Development 132 (14) ページ: 3197-3207
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Thymidine phosphorylase suppresses apoptosis induced by microtubule-interfering agents. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jeung HC.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacology 70 (1) ページ: 13-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cepharanthine potently enhances the sensitivity of anticancer agents in K562 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R
  • 雑誌名: Cancer Science 96 (6) ページ: 372-376
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] GSH inhibits trypsinization of the C-terminal half of human MRP1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ren X-Q
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280 (7) ページ: 6231-6237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of MVP and VPARP assembly into vault ribonucleoprotein complexes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zheng CL.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 326 (1) ページ: 100-107
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of MVP and VPARP assembly into vault ribonucleoprotein complexes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zheng CL., Su nizawa T., Che XF., Tsuyama S., Furukawa T., Haraguchi M., Gao H., Gotanda T., Jueng HC., Murata F., Akiyama S.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 326(1) ページ: 100-107
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] GSH inhibits trypsinization of the C-terminal half of human MRP1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ren X-Q., Furukawa T., Nakajima Y., Takahashi H., Aoki S., Sumizawa, T., Haraguchi M., Kobayashi M., Chijiwa K., Akiyama S.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280(7) ページ: 6231-6237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cepharanthine potently enhances the sensitivity of anticancer agents in K562 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ikeda R., Che XF., Yamaguchi T., Ushiyama M., Zheng CL., Okumura H., Takeda Y., Shibayama Y., Nakamura K., Jeung HC., Furukawa T., Sumizawa T., Haraguchi M., Akiyama S., Yamada K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 96(6) ページ: 372-376
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thymidine phosphorylase suppresses apoptosis induced by microtubule-interfering agents. (2005)
  • 著者名/発表者名: Jeung HC., Che XF., Haraguchi M., Furukawa T., Zheng CL., Sumizawa T., Rha SY., Roh JK., Akiyama SI.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol. 70(1) ページ: 13-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Multidrug resistance-associated protein MRP-1 regulates dauei diapause by its export activity in Caenorhabditis elegans. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yabe T., Suzuki N., Furukawa T., Ishihara T., Katsura I.
  • 雑誌名: Development 132(14) ページ: 3197-3207
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MRP1 mutated in the L_0 region transports SN-38 but not leukotriene C_4 or estradiol-17 (beta-D-glucuronate). (2005)
  • 著者名/発表者名: Noguchi T., Ren XQ., Aoki S., Igarashi Y., Che XF.Nakajima Y, Takahashi H., Mitsuo R., Tsujikawa K., Sumizawa T., Haraguchi M., Kobayashi M., Goto S., Kanehisa M., Aikou T., Akiyama S., Furukawa T.
  • 雑誌名: Biochem Pharmacol 70 (7) ページ: 1056-1065
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Development cuff a novel screening system for phytoecdysteroids in the environmental pollutants using mammalian cell line. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M., Ando S., Takumi S., Furukawa T., Komatsu Y., Aoyama K., Takeuchi T.
  • 雑誌名: Current Topics in Pharmacology 9(1) ページ: 81-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] GSH inhibits trypsinization of the C-terminal half of human MRP1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Xiao-Qin Ren
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280・7 ページ: 6231-6237
• [雑誌論文] MRP1 mutated in the L_0 region transports SN-38 but not leukotriene C_4 or Estradiol-17(β-D-glucuronate) (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Noguchi
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacol. 70・7 ページ: 1056-1065
• [雑誌論文] Multidrug resistance-associated protein MRP-1 regulates dauer diapause by its export activity in Caenorhabditis elegans. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Yabe
  • 雑誌名: Development. 132・14 ページ: 3197-3207
• [雑誌論文] Cepharanthine potently enhances the sensitivity of anticancer agents in K562 cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Ikeda
  • 雑誌名: Cancer Sci. 96・6 ページ: 372-376
• [雑誌論文] Thymidine phosphorylase suppresses apoptosis induced by microtubule-interfering agents. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hei-Cheul Jueng
  • 雑誌名: Biochem.Pharmacol. 70・1 ページ: 13-21
• [雑誌論文] Characterization of MVP and VPARP assembly into vault ribonucleoprotein complexes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Chun-Lei Zhene
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 326・1 ページ: 100-107