植物MATE型2次代謝産物トランスポーターの機能決定

• 研究課題/領域番号: 18056014
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 森山 芳則 岡山大学, 大学院・医歯葉学総合研究科, 教授 (10150658)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円); 2007年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: トランスポーター / MATE / multidrug toxic compounds extrusion / ニコチン・トランスポーター / プロトンポンプ / タバコ / 植物 / アルカロイド・トランスポーター / プロトン・ポンプ

研究概要

ヒトのMATE(multidrug toxic compounds extrusion)型トランスポーターを発見した。このトランスポーターは腎臓や肝臓における薬物排出の最終段階を司っていることが明らかとなった。類似のトランスポーターは細菌や植物に広く存在している。植物においてはアルカロイドやフェノールなどのトランスポーターである可能性が遣伝学的な解析から示唆されているが、cDNA産物の輸送機能が測定できないために最終的な結論が得られていない。本研究は植物のリコンビナントMATE型トランスポーターの輸送機能を定量的に測定する実験系を構築し、その輸送基質を決定することを目的とした。また、この方法論を他のトランスポーターに応用することも目的とした。本年は最終年度にあたり、成果を纏めた。以下に要約する。
(1)大腸菌のプロトンポンプとトランスポーターを用いた簡便かつ高感度の再構成系を確立した。
(2)タバコ葉よりジャスモン酸により発現が誘導される遺伝子を単離、そのうち一種を昆虫細胞内で大量発現させ、精製再構成により輸送機能を測定した。予想通り、このトランスポーターは有機カチオンや両親媒性イオンを輸送した。しかも、タバコの液胞に局在しており、ニコチンの濃縮に関与する証拠を得た。
(3)ほ乳類のMATEトランスポーターが3つのサブクラスに分類できることを分子生物学的に生化学的に明らかにした。
(4)強力な阻害剤。開発した。
(5)この方法を広く植物・動物のトランスポーターに応用した。その結果、新しいトランスポーターを同定した。その例の一つはvesicular nucleotide transporter=(VNUT)である。この遺伝子は動物から植物に広く分布している。プリン性化学伝達が極めて広く分布・機能していることを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] A novel variant of mouse HATE-1 H+/organic cation antiporter with a long hydrophobic tail. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kobara. A., Hiasa. M. Matsumoto, T., Otsuka, M., Omote, H., and Moriyama.Y.
  • 雑誌名: Arch. Bioohem. Biophys. 469 ページ: 195199-195199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presence of aquaporin and V-ATPase on the contractile vacuole of Amoeba proteus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishihara. E., Yokota. E., Tazaki. A., Orii. H., Katsuhara. M., Shimmen. T., and Sonobe. S.
  • 雑誌名: Biol. Cell 100 ページ: 179188-179188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of glutamate residues in substrate recognition by human MATEl polyspecific HVorganio cation exporter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto. T., Kanamoto. T., Otsuka. M., Omote. H., and Moriyama. Y.
  • 雑誌名: Am. J. Physol.Cell Physiol. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a vesicular nucleotide transporter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sawada. K., Echigo. N., Juge. N., Miyaji. T., Otsuka. M., Omote. H., Yamamoto. A., and Moriyama. Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA (in press)
  • NAID: 120002306983
  • 査読あり
• [雑誌論文] MATE-type proteins as anchor transporters for eχcretion of metabolic waste products and xenobiotics. (review) (2008)
  • 著者名/発表者名: Moriyama. Y., Hiasa. M., Matsumoto. T. and Omote. H.
  • 雑誌名: Xenobiotica (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular Neurotransmitter Transporter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Omote, H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Encyclopedic Reference of Neurosoience (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 薬物排出のアンカートランスポーター. MATEの構造と機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日浅未来、表 弘志、森山芳則
  • 雑誌名: 蛋白質・核酸・酵素 53,(1) ページ: 5258-5258
  • NAID: 40015771165
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-続発性骨粗龍症の最近の話題:破骨細胞のトランスサイトーシス小胞に局在するVGLUTI (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、森山芳則、宇田川信之、小澤英浩
  • 雑誌名: The Bone 22,(2) ページ: 113117-113117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exocytosis of D- asparatate from INS-IE clonl βcells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iharada, M., Hiasa, M., Kobara.A., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Biol.Pharm.Bull. 30.(7) ページ: 1329-1331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional characterization of testis- specific rodent multidrug and toxic compound extrusion 2,a class 111 MATE-type polyspecific H+/organic cation exporter. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiasa. M. Matsumoto, T. Komatsu, T., Omote.H., and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Am. J. Physol.Cell Physiol. 293 ページ: 14371444-14371444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular storage in and secretion of D-aspartate from neuroendocrine cells. In D-amino acids: A new frontier in amino acid and protein (2007)
  • 著者名/発表者名: Uehara, S. and Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Editors: Eyuichi Konno, et. al., pp. 203-213:・2007 Nova Science Publishers, Inc. ページ: 203213-203213
  • 査読あり
• [雑誌論文] グルタミン酸と骨粗悪症-トランスポーターが明らかにした思いがけない関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 雑誌名: 化学と生物 45 ページ: 8081-8081
  • 査読あり
• [雑誌論文] グルタミン酸と骨粗鬆症との意外な関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 雑誌名: 臨床検査 51.(6) ページ: 621625-621625
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-骨形成と破壊:骨芽細胞と破骨細胞の相互作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、森山芳則、宇田川信之
  • 雑誌名: 生体の科学 58,(3) ページ: 181185-181185
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集-骨形成・骨吸収の最近のトピックスV:破骨細胞のトランスサイトーシスとグルタミン酸シグナル (2007)
  • 著者名/発表者名: 上原俊介、宇田川信之、森山芳則
  • 雑誌名: The Bone 21.(6) ページ: 747750-747750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of D-aspartate in islets of Lancerhans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiasa, M., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Biol.Pharm.Bull. 29 ページ: 1251-1253
• [雑誌論文] Wide variety of locations for rodent MATE1, a transporter protein that mediates the final excretion step for toxic organic cations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiasa, M., Matsumoto, T., Komatsu, T., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: Am.J.Physol.Cell Physiol. 291
• [雑誌論文] Secretion of L-glutamate from osteoclasts through transcytosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, R., Uehara, S., Yatsushiro, S., Hua, Z., Juge, N., Senoh, S, Echigo, N., Hayashi, M., Mizoguchi, T., Ninomiya, T., Udagawa, N., Omote, H., Yamamoto, A., Edwards, R.H., Moriyarna.Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 4175-4186
• [雑誌論文] The MATE proteins as fundamental transporters of metabolic and xenobiotic organic cations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Omote, H., Hiasa, M., Matsumoto, T., Otsuka, M., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: TRENDS in Pharmacol. Sci. 27 ページ: 587-593
• [雑誌論文] Vesicular glutamate transporter contains two independent transport machineries. (2006)
  • 著者名/発表者名: Juge, N., Yoshida, Y., Yatsushiro, S., Omote, H., Moriyama, Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 39499-39506
• [雑誌論文] Molecular anatomy of a trafficking organelle. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takamori, S., Holt, M., Lemke, E., Riedel, D., Urlaub, H., Schenck, S., Stenius, K., Bruegger, B., Ringler, P., Krzyzaneki, V., Mueller, S., Rammner, B., Groot, B.D., Mieskes, G., Moriyama.Y., Klingauf, J., Grubmueller, H., Heuser.J., Wieland.F., John.R.
  • 雑誌名: Cell 127 ページ: 831-846
• [雑誌論文] Vesicular storage and secretion of L-glutamate from glucagon-like peptide 1-secreting clonal intestinal L cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uehara, S., Jung, S.K., Morimoto, R., Arioka, S., Miyaji, T., Juge, N., Hiasa, M., Shimizu, K., Ishimura, A., Otsuka, M., Yamamoto, A., Maechler, P., Moriyama.Y.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 96 ページ: 550-560
• [学会発表] タバコ種のMATE型トランスポーターの同定と機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤田啓介、森田匡彦、士反伸和、矢崎一史、森山芳則
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-03-27
• [学会発表] Purification and reconstitution: A traditional technique illuminates the molecular mechanism of vesicular neurotransmitter transporters. (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 学会等名: 第80回日本生化学会大会, 第30回日本分子生物学会年会, BMB2007.シンポジウム;トランスポーターの構造・作動機構と細胞機能
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] A novel membrane technology reveals structure and function of transporters in eukaryotes. (2007)
  • 著者名/発表者名: 森山芳則
  • 学会等名: International Symposiuni on Plant Membrane Transport, New development of the Membrane transporter research.主催:科研特定:植物の養分吸收と循環系
  • 発表場所: 東京 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2007-12-08
• [学会発表] Functional characterization and localization of rodent multidrug and toxic compound extrusion 2 (MATE2).polyspecific H+/organic cation exporter. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miki Hiasa, Takuya Matsumoto, Toshinori Komatsu. Hiroshi Omote and Yoshinori Moriyama
  • 学会等名: 4th WCDATD KANAZAWA
  • 発表場所: 金沢EXCEL HOTEL TOKYl
  • 年月日: 2007-06-21
• [学会発表] Identification and characterization of nicotinetransporter in NICOT1ANATABACUM (2007)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Savada, Hasahiko Morita, Nobukazu Shitan, Kazufumi Yazaki
  • 学会等名: 国際シンポジウム メンブレントラフィック
  • 発表場所: 淡路島 夢舞台
• [産業財産権] 哺乳動物のアスパラギン酸トランスポータータンパク質およびその利用 (2007)
  • 発明者名: 森山芳則、表弘志、宮地孝明、日浅未来
  • 権利者名: 岡山大学
  • 産業財産権番号: 2007-133435
  • 出願年月日: 2007-05-18