胃粘膜(H^++K^+)-ATPaseの構造と機能および調節機構に関する生化学的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01571204
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 前田 正知 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (80190297)
• キーワード: (H^++K^+)ーATPase / 胃酸分泌 / ヒトゲノム / 遺伝子 / 転写調節 / ATPア-ゼ / プロトン輸送

研究概要

代表者が既に得ていたブタ(H^++K^+)ーATPaseのcDNAクロ-ンを用いて、ヒト及びラット(H^++K^+)ーATPaseの遺伝子を分離した。胃粘膜壁細胞に特異的に発現している蛋白質の遺伝子を分離したのは、本研究が世界で初めてである。ヒトの遺伝子の全塩基配列(15kb)を決定したところ、酵素は1,035アミノ酸残基からなっており、ラットやブタの酵素と98%のアミノ酸残基が一致していた。コ-ド領域は、22個のイントロンで分断されていた。ラットの遺伝子についても、決定した領域ではすべてイントロンの挿入位置(イントロン1、2、6及び9)が保存されていた。(Na^++K^+)ーATPaseと(H^++K^+)ーATPaseではアミノ酸残基が60%も一致し、しかもギャップを挿入することなしに配列を並べることができる。また、遺伝子構造の明らかになっている(Na^++K^+)ーATPase(αIII)と比較してもイントロン挿入位置が19箇所も一致していた。このことは、両酵素の遺伝子が共通の祖先から進化してきたことを意味している。
ヒトとラットの(H^++K^+)ーATPase遺伝子の5'上流域は保存性が高い。一方、(Na^++K^+)ーATPaseなどの上流域とは保存性がなかった。このことは、組織特異的発現様式の違いとも関連している。(H^++K^+)ーATPaseのmRNAは胃粘膜にのみ検出された。ラットやブタの胃粘膜から、遺伝子の5'上流域を特異的に認識する因子を少なくとも2種類見つけることができた。それらは、ラットおよびヒト遺伝子の上流域でプロモ-タ-(TATA様配列)の上流40bpの保存された2箇所の配列を認識していることが明らかになった。このような因子は肝臓にはなく、壁細胞に特異的な転写調節機械解明への糸口がえられた。

研究成果

• [文献書誌] Masatomo Maeda: "Human gastric (H^++K^+)ーATPase gene:Similarity to (Na^++K^+)ーATPase gere in exon/intron organization but difference in control region" The Journal of Biological chemistry. 265. 9027-9032 (1990)
• [文献書誌] KoーIchi Oshiman: "Control region and gastric speeific transcription of rat H^++K^+ーATPase α subunit gene" FEBS Lett.
• [文献書誌] Shigehiko Tamura: "Gastric specific facters bindto control region of (H^++K^+)ーATPase gene" The Journal of Biological Chemistry.
• [文献書誌] Shigehiko Tamura: "Pig gastric (H^++K^+)ーATPase:Lysー497 conserved in cition transporting ATPase is modified with pyridoxal 5'ーphosphate" The Journal of Biological chemistry. 264. 8580-8584 (1989)
• [文献書誌] Kenーichi Inatomi: "Amina acid seguence of the α and β subunits of Methanosarcina barloeri ATPase deduced from cloned genes :Similarity to subunits of eucaryotic and F_0F_1ーATPases" The Journal of Biological Chemistry. 264. 10954-10959 (1989)
• [文献書誌] Yasuo Sugiyama: "Isolotion of a gene that encodes a new retinal protein,archaerhodopsin,from Halobacterinm sp.ausー1." The Journal of Biological Chemistry. 264. 2859-20862 (1989)
• [文献書誌] Masatomo Maeda: "Ann.N.Y.Acad.Sci.“Bicarbonate,Chloride and proton transport systems"" N.Y.Acad.Sci, 4 (1990)
• [文献書誌] Masatomo Maeda(Ed.C.H.Kim): "Bioenergetic:Molecular Biology,Biochemistry and Pathology" Plenum,New York, 9 (1990)