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多彩な基質輸送能力を有する輸送担体を制御する輸送分子機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06608
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関東邦大学

研究代表者

宮内 正二  東邦大学, 薬学部, 教授 (30202352)

研究分担者 菊川 峰志  北海道大学, 先端生命科学研究院, 講師 (20281842)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードトランスポーター / チャネル / 分子弁 / 多彩な基質認識能 / モジュレーター / 水素結合ネットワーク / 機能リポジショニング / 起電性輸送担体 / 基質認識能力 / 輸送方向性 / 多様性 / 起電性
研究成果の概要

本研究では、多彩な輸送能力を有したモデル輸送担体として、ヒトH+/オリゴペプチド輸送担体(PEPT1)およびPEPT類似大腸菌輸送担体 (YdgR)、ヒト Na+/モノカルボン酸共輸送担体 (SMCT1) を用い、基質輸送分子機構を明らかにした。(1) PEPT1の基質輸送の輸送サイクルを制御し、且つ、プロトンの輸送方向を決定する重要なアミノ酸残基His57を明らかにした。(2)熱力学的手法を用いて、YdgRとジペプチドとの結合解離には、水和水の解離が関与し、基質認識の多様性の要因であることを明らかにした。(3) SMCT1は、アミノ酸まで認識し輸送する多彩な能力を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、物理化学的測定に適したモデルトランスポーターを用いて、輸送サイクルの中間体、構造変化を統合的に解析し、基質輸送で最も重要な役割を果たしている分子弁の同定、基質輸送における分子弁の機能を明らかにしたものであり、学術的独自性は極めて高いと考えられる。更に、本研究の成果は、輸送基質とは相互作用することなく、分子弁を直接制御することにより輸送活性(輸送能および方向性)をコントロールする化合物、モジュレーターの創成へと新展開させることができる可能性を示唆している。また、トランスポーターをターゲットする薬物間相互作用の比較的少ない創薬研究という新たな切り口をもたらすことを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Protonation State of a Histidine Residue in Human Oligopeptide Transporter 1 (hPEPT1) Regulates hPEPT1-Mediated Efflux Activity2021

    • 著者名/発表者名
      Akiko Omori, Yuki Fujisawa, Shotaro Sasaki, Kazumi Shimono, Takashi Kikukawa, Seiji Miyauchi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 5 ページ: 678-685

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-01013

    • NAID

      130008033231

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-05-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selenomethionine (Se-Met) Induces the Cystine/Glutamate Exchanger SLC7A11 in Cultured Human Retinal Pigment Epithelial (RPE) Cells: Implications for Antioxidant Therapy in Aging Retina2021

    • 著者名/発表者名
      Sudha Ananth, Seiji Miyauchi, Muthusamy Thangaraju, Ravirajsinh N Jadeja, Manuela Bartoli, Vadivel Ganapathy, Pamela M Martin
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.3390/antiox10010009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport Characteristics of 5-Aminosalicylic Acid Derivatives Conjugated with Amino Acids <i>via</i> Human H<sup>+</sup>-Coupled Oligopeptide Transporter PEPT12020

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Yuri, Yusuke Kono, Tomofumi Okada, Tomohiro Terada, Seiji Miyauchi, Takuya Fujita
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 号: 4 ページ: 697-706

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-01048

    • NAID

      130007825299

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2020-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the multivalent PDZ protein PDZK1 as a binding partner of sodium-coupled monocarboxylate transporter SMCT1 (SLC5A8) and SMCT2 (SLC5A12).2019

    • 著者名/発表者名
      Srivastava S, Nakagawa K, He X, Kimura T, Fukutomi T, Miyauchi S, Sakurai H, Anzai N.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: 69 号: 2 ページ: 399-408

    • DOI

      10.1007/s12576-018-00658-1

    • NAID

      40021819085

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport Mechanisms for the Nutritional Supplement β-Hydroxy-β-Methylbutyrate (HMB) in Mammalian Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ogura Jiro、Sato Toshihiro、Higuchi Kei、Bhutia Yangzom D.、Babu Ellappan、Masuda Masayuki、Miyauchi Seiji、Rueda Ricardo、Pereira Suzette L.、Ganapathy Vadivel
    • 雑誌名

      Pharmaceutical Research

      巻: 36 号: 6 ページ: 84-84

    • DOI

      10.1007/s11095-019-2626-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport of 2,4-dichloro phenoxyacetic acid by human Na+-coupled monocarboxylate transporter 1 (hSMCT1, SLC5A8)2019

    • 著者名/発表者名
      Sugio Kazuaki、Inoda Daisei、Masuda Masayuki、Azumaya Isao、Sasaki Shotaro、Shimono Kazumi、Ganapathy Vadivel、Miyauchi Seiji
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      巻: 34 号: 1 ページ: 95-103

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2018.10.004

    • NAID

      50014558504

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photochemical study of a cyanobacterial chloride-ion pumping rhodopsin2019

    • 著者名/発表者名
      Hasemi Takatoshi、Kikukawa Takashi、Watanabe Yumi、Aizawa Tomoyasu、Miyauchi Seiji、Kamo Naoki、Demura Makoto
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics

      巻: 1860 号: 2 ページ: 136-146

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2018.12.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interhelical interactions between D92 and C218 in the cytoplasmic domain regulate proton uptake upon N-decay in the proton transport of Acetabularia rhodopsin II2018

    • 著者名/発表者名
      Tamogami Jun, Kikukawa Takashi, Ohkawa Keisuke, Ohsawa Noboru, Nara Toshifumi, Demura Makoto, Miyauchi Seiji, Kimura-Someya Tomomi, Shirouzu Mikako, Yokoyama Shigeyuki, Shimono Kazumi, Kamo Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology

      巻: 183 ページ: 35-45

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2018.04.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extrapolation of In Vivo Hepatic Clearance from In Vitro Uptake Clearance by Suspended Human Hepatocytes for Anionic Drugs with High Binding to Human Albumin: Improvement of In Vitro-to-In Vivo Extrapolation by Considering the “Albumin-Mediated” Hepatic Uptake Mechanism on the Basis of the “Facilitated-Dissociation Model”2018

    • 著者名/発表者名
      Kim Soo-Jin、Lee Kyeong-Ryoon、Miyauchi Seiji、Sugiyama Yuichi
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Disposition

      巻: 47 号: 2 ページ: 94-103

    • DOI

      10.1124/dmd.118.083733

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 『蛍光基質を用いたA549細胞における有機アニオン輸送の解析』2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 濃縮型核酸輸送担体 (CNT3, SLC28A3) による多彩な基質認識機構2020

    • 著者名/発表者名
      宮内正二、増田雅行、杉尾和昭、佐々木将太郎、下野和実
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 尿細管上皮細胞に局在する輸送担体の機能解析:ブタ腎刷子縁膜ベシクルを用いた検討2020

    • 著者名/発表者名
      大竹彩奈、伊藤遥、土井真奈美、杉尾和昭、増田雅行、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト肺上皮細胞における蛍光物質を輸送するpH依存性有機アニオン輸送担体の機能同定2020

    • 著者名/発表者名
      難部仁美、若月萌、野口歩美、杉尾和昭、増田雅行、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 腎再吸収に関与する新規pH依存性輸送担体を介した腎障害性有機アニオン化合物の輸送2020

    • 著者名/発表者名
      滝口貴晴、増田雅行、杉尾和昭、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第35年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 腎再吸収に関与する新規pH依存性輸送担体を介した腎障害性有機アニオン化合物の輸送2020

    • 著者名/発表者名
      滝口貴晴、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      第5回トランスポーター研究会関東部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Na+/モノカルボン酸共輸送担体 (SLC5A8, SMCT1) の新たな基質認識機構および生理的意義の解明2020

    • 著者名/発表者名
      杉尾和昭、府川和樹、増田雅行、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第5回トランスポーター研究会関東部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト肝癌由来HepG2細胞におけるNa+/オリゴペプチド共輸送担体の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      増田 雅行、小林朱音、國貞直人、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱力学的解析手法を用いた大腸菌H+/オリゴペプチドトランスポーター(YdgR)の有する多様な基質認識機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      大森明子、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Na+依存性胆汁酸輸送担体(NTCP)を介したtaurocholate efflux過程に対する基質依存性-対向輸送促進効果2020

    • 著者名/発表者名
      田中丈希也,中島隼矢,小野和,増田雅行,杉尾和昭,佐々木将太郎,宮内正二
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト腎尿細管由来細胞におけるモノカルボン酸輸送担体を介したフルオレセイン取り込み2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎1、杉尾和昭1,2、増田雅行、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Na+依存性胆汁酸輸送担体(NTCP)を介したtaurocholate efflux過程における対向輸送促進効果2019

    • 著者名/発表者名
      田中丈希也、中島隼矢、小野和、増田雅行、佐々木将太郎、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] H+/オリゴペプチド共輸送担体 PEPT1 の多彩な基質認識機構2019

    • 著者名/発表者名
      菅野美生、日改祐太、増田雅行、杉尾和昭、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト気道上皮由来細胞株における Na+ 依存性 rhodamine 123 輸送の解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、増田雅行、杉尾和昭、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第34年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿酸輸送担体とNa+/モノカルボン酸共輸送担体とのアニオンカップリング機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      府川 和樹、杉尾 和昭、増田 雅行、安西尚彦、佐々木 将太郎、宮内 正二
    • 学会等名
      第14回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 濃縮型核酸輸送担体(CNT3, SLC28A3)の基質認識機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      増田雅行、杉尾和昭、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第14回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱力学的解析手法を用いた大腸菌H+/オリゴペプチドトランスポーター(YdgR)の有する多様な基質認識機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      大森明子、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第14回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ニコチン酸によるオリゴペプチド輸送担体 PEPT1 の機能調節2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、菅野美生、日改祐太、石川龍、杉尾和昭、増田雅行、 下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第40回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸における5-アミノサリチル酸とそのアミノ酸誘導体のトランスポーターを介した輸送特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      由利龍嗣、河野裕允、宮内正二、寺田智祐、藤田卓也
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌多剤排出トランスポーターEmrEの基質結合における 水分子の役割2019

    • 著者名/発表者名
      下野和実、宮本秀一、宮内正二
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SMCT1の多彩な基質認識機構と腎再吸収機構における役割2019

    • 著者名/発表者名
      杉尾和昭、府川和樹、増田雅行、佐々木将太郎、下野和実、 宮内正二
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿酸輸送担体とNa+/モノカルボン酸共輸送担体とのアニオンカップリング機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      府川 和樹、杉尾 和昭、増田 雅行、安西尚彦、佐々木 将太郎、宮内 正二
    • 学会等名
      第41回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Human concentrative nucleoside transporter 3 (hCNT3, SLC28A3) has versatile ability to transport nucleoside analogues, aciclovir and ganciclovir2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Masuda, Kazuaki Sugio, Shotaro Sasaki, Kazumi Shimono, Ryoji Konishi, Ikuko Tsukamoto, Seiji Miyauchi
    • 学会等名
      The American Association of Pharmaceutical Scientists (AAPS) Annual Meeting (2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Human concentrative nucleoside transporter 3 (hCNT3, SLC28A3) has versatile ability to transport nucleoside analogues, aciclovir and ganciclovir2019

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Masuda, Kazuaki Sugio, Shotaro Sasaki, Kazumi Shimono, Ryoji Konishi, Ikuko Tsukamoto, Seiji Miyauchi
    • 学会等名
      第34回日本薬物動態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 濃縮型核酸輸送担体(CNT3, SLC28A3)の基質認識機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      5.増田雅行、府川和樹、杉尾和昭、、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱力学的解析手法を用いた H+ / オリゴペプチドトラ ンスポーター YdgR の多様な基質認識に起因する相 互作用の検討2019

    • 著者名/発表者名
      大森 明子、 浅倉 祐未、 佐々木 将太郎、下野 和実、宮内 正二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 腎尿細管におけるpH依存性モノカルボン酸輸送担体を介した腎毒性物質の再吸収機構2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、杉尾和昭、増田雅行、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] VEGF/NGF mimicな核酸アナログCOA-Clを認識、輸送する輸送担体の同定2018

    • 著者名/発表者名
      宮内正二、増田雅行、杉尾和昭、佐々木将太郎、下野和実、榊原紀和、小西良士、塚本郁子
    • 学会等名
      日本薬剤学会第33年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アニオン性医薬品fluoresceinの輸送に対するモノカルボン酸化合物の影響2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、増田雅行、杉尾和昭、宮内正二
    • 学会等名
      日本薬剤学会第33年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3.腎尿細管Na+/モノカルボン酸共輸送担体によるアミノ酸輸送分子機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      杉尾和昭、猪田大誠、増田雅行、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第13回トランスポター研究会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機アニオン輸送担体の基質薬物とオリゴペプチド輸送担体 (PEPT1) との相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、石川龍、大熊宏、杉尾和昭、増田雅行、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第13回トランスポター研究会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱力学的解析手法を用いたH+/オリゴペプチドトランスポーター(YdgR)の多様な基質認識に起因する相互作用の検討2018

    • 著者名/発表者名
      大森明子、佐々木将太郎、下野和実、宮内正二
    • 学会等名
      第13回トランスポター研究会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 腎尿細管に機能発現するpH依存性有機アニオン輸送担体はフェノキシ酢酸系除草剤の再吸収に関与する2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木将太郎、杉尾和昭、増田雅行、宮内正二
    • 学会等名
      第40回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 4.様々な有機アニオンによる胆汁酸の対向輸送促進効果2018

    • 著者名/発表者名
      増田雅行,田中丈希也,中島隼矢,小野和,佐々木将太郎,宮内正二
    • 学会等名
      第3回トランスポター研究会関東部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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