ヒトピルビン酸脱水素酵素遺伝子の構造、発現調節及び病態

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01570163
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 小池 吉子 長崎大学, 医学部, 助教授 (80039619)
• 研究分担者: 浦田 芳重 長崎大学, 医学部, 助手 (30185087) ; 小池 正彦 長崎大学, 医学部, 教授 (10039521)
• キーワード: ピルビン酸脱水素酵素 / αサブユニット / βサブユニット / 転写開始点 / CAAT box / TATA box

研究概要

ピルビン酸脱水素酵素(PDH)は、解糖系とクエン酸回路の継手中間体であるピルビン酸の異化分解に与るピルビン酸脱水素酵素複合体の成分酵素の一つで、その初段階の酸化的脱炭酸反応を触媒する代表的なチアミン酵素で、α及びβサブユニット(鎖)からなり、α_2β_2の四量体である。慢性酸血症を呈する代謝異常症の病因の一つに本酵素欠損症が挙げられているので、本酵素遺伝子の構造を明らかにし、欠損症の本態の解明を意図した。最近、クロ-ニング・塩基配列決定を行ったヒトPDHα、β鎖cDNAをプロ-ブとして、ヒト白血球ゲノムライブラリ-からPDHα、β鎖遺伝子をクロ-ニングした。
(1)ヒトPDHα鎖遺伝子-全長17kbに及ぶ2個のクロ-ンを得、全塩基配列を決定した。本遺伝子は、11のエクソンから成り、イントロン/エクソン境界は全てGT/AG則に従っていた。我我の包皮線維芽細胞ライブラリ-由来cDNAは、他のグル-プの胎児肝、ヘパト-マ、肝由来cDNAに比べ93bpが欠失していたが、この93bpは本遺伝子のエクソン6として存在していることが明白となり、我我のcDNAは、何らかのスプライシングの異常が起り、この93bpが欠失したものと推定した。転写開始点はプライマ-伸長法により、翻訳開始点より124bp上流のチミンと推定した。プロモ-タ-領域にはCAAT box、TATA様box、2つのSp1結合領域が認められた。
(2)ヒトPDH遺伝子-18kbの1個のクロ-ンを単離し、その全塩基配列を決定した。本遺伝子は10のエクソンからなり、イントロン/エクソン境界は全てGT/AG則に従っており、転写開始点は翻訳開始点より132bp上流のアデニンと推定した。
(3)制限酵素消化パタ-ン-本酵素欠損症患者ゲノムDNAの制限酵素消化パタ-ンに正常者との差は認められなかった。

研究成果

• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Masahiko Koike: "Molecular cloning of cDNAs for α and β subunits of human pyruvate dehydrogenase" Annals New York Academy of Sciences. 573. 100-112 (1989)
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata: "Chronic acidemia due to pyruvate dehydrogenase deficiency in pyruvate dehydrogenase complex,with evidence of abnormalities of α-and β-subunits of the enzyme" Annals New York Academy of Sciences. 573. 450-452 (1989)
• [文献書誌] 小池吉子,浦田芳重,小池正彦: "ヒトピルビン酸脱水素酵素αサブユニット遺伝子の単離と構造解析" 生化学. 61. 842 (1989)
• [文献書誌] 浦田芳重,石橋大海,小池吉子,小池正彦: "原発性胆汁性肝硬変症の自己抗原一次構造と簡易診断法の開発" 生化学. 61. 914 (1989)
• [文献書誌] 浦田芳重,小池吉子,小池正彦: "ヒトピルビン酸脱水素酵素αサブユニットの一次構造の比較生化学" 生化学. 61. 1139 (1989)
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Sachiko Matsuo,Masahiko Koike: "Characterization and nucleotide sequence of human pyruvate dehydrogenase α subunit gene" Gene.
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Masahiko Koike: "Molecular cloning and characterization of human pyruvate dehydrogenase β subunit" Proceeding of National Academy of Sciences of the United States of America.