インスリン刺激によるグルコ-ストランスポ-タ-の細胞内局在変化の分子メカニズム

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03264214
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 蛯名 洋介 徳島大学, 酵素科学研究センター, 教授 (00112227)
• 研究分担者: 林 日出喜 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助手 (10218589) ; 村上 尚 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助手 (40210009)
• キーワード: インスリンシグナル伝達 / グルコ-ストランスポ-タ- / タンパク質の局在化

研究概要

インスリン反応性グルコ-ストランスポ-タ-(GLUT4)は細胞膜を12回貫通する構造をとる膜タンパクである。これは合成後、まず輸送小胞のLow Density Membrane(LDM)分画に存在し、細胞内に局存する。細胞がインスリンに刺激されると、その輸送小胞が細胞膜と融合し、グルコ-ストランスポ-タ-が細胞膜上に現われ、初めてグルコ-スの細胞内取り込み促進という生理的役割を果たす。従って細胞内局在に関しては、細胞外刺激により局在が変わるユニ-クなタンパクであるが、一方このメカニズムは外来刺激による細胞分泌顆粒輸送小胞の細胞膜への融合機構と類似している点がある。申請者らはグルコ-ストランスポ-タ-細胞膜への移行の引き金には、インスリンレセプタ-のチロシンキナ-ゼが活性化されることが必須であることを証明した。
従来まではGLUT4の細胞外ドメインに対する抗体は一つもなく細胞内ドメインに対する抗体だけであった。従ってGLUT4のTranslocationは細胞のPlasma membrane(PH)分画しLDM分画に分離した後、ウエスタンプロッティングにて検出された。ところがPMとLDH分画のfractionationは、cellによって条件が大きく異なりPMへのGLUT4のTranslocationを直ちに認識できるGLUT4の細胞外ドメインを認識する抗体をとることが望まれていた。我々はGLUT4の細胞外ドメインにcDNAでmycタンパクの一部ペプチドを導入することにより、GLUT4のTrans locationを細胞の外から認識できるシステムを作った。今後このシステムを用いTranslocation分子機構を明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Murakami,Y.,Ebina,Y.et al.: "Inentification of Two Enhancer Elements in the Gene Encoding the Type 1 Glucose Transporter from the Mouse Which are Responsive to Serum,Growth Factor and Oncogenes." J.Biol.Chem.in Press.
• [文献書誌] Hayashi,H.,Ebina,Y.et al.: "Phosphprylation in vitro of the 85 kDa subunit of phosphatidylinositol 3ーkinase and its possible activation by insulin receptor tyrosine kinase." Biochem.J.280. 769-775 (1991)
• [文献書誌] E.Araki,E.,Ebina,Y.et al.: "A cluster of four Sp1 binding sites required for efficient expression of the human insulin receptor gene." J.Biol.Chem.266. 3944-3948 (1991)