グルコーストランスポーターの細胞内局在変化の分子メカニズムとインスリン作用

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05252225
• 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 / グルコーストランスポーター / トランスロケーション

研究概要

インスリンは血糖降下を最も顕著な作用の1つとする生体必須のホルモンである。それは標的細胞である、筋肉、脂肪組織などにおいてグルコーストランスポータータイプ4(GLUT4)を細胞内の膜分画から細胞膜上にtranslocationすることにより、グルコースの取り込みを促進する。
申請者らはGLUT4のtranslocationを定量的かつ簡単に測定する全く新しい方法を考え出した。
我々が新しく開発したヒトインスリンレセプターとGLUT4mycキメラを同時発現させたCHO細胞で、インスリン刺激やGTP-γ-S添加でGLUT4mycキメラがtranslocationすることがmycエピトープに対する抗体の結合で明らかになっている。インスリン刺激によるGLUT4のtranslocationにはGタンパク質が関与している可能性が高い。その1つとして低分子量GTP結合タンパクが考えられる。このなかで特に最近rab3Dが注目されている。
しかし、この細胞系にrab3Dを大量に発現したクローンを確立したところ、インスリン刺激によるGLUT4のトランスロケーションにはほとんど影響を及ぼさなかった。またほとんどのrabファミリーを不活性型にすると考えられているrabGDIを大量に発現しているクローンを確立したが、これもインスリン刺激によるGLUT4のトランスロケーションには全く影響を与えなかった。このことは通常Exocytosisに広く係わっていると考えられているrabファミリーはGLUT4のトランスロケーションに関与していない可能性が高い。そこでGLUT4のトランスロケーションがNaFで引き起こされることから三量体Gタンパクの関与を考える必要が出来た。

研究成果

• [文献書誌] Nishiyama,T.,Ebina,Y.et al.: "Expression of the gene encoding the tyrosine kinase-deficient human insulin receptor in transgenic mice" Gene. in press.
• [文献書誌] Kanai,F.,Ebina,Y.et al.: "Insulin-stimulated GLUT4 translocation is relevant to the phosphorylation of IRS-1 and the activity of PI3-kinase" Biochem.Biophys.Res.Commun.195. 762-768 (1993)
• [文献書誌] Kanai,F.,Ebina,Y.et al.: "Direct demonstration of insulin-induced GLUT4 translocation to the surface of intact cells by insertion of a c-myc epitope into an exofacial GLUT4 domain" J.Biol.Chem.268. 14523-14526 (1993)
• [文献書誌] Hayashi,H.,Ebina,Y.et al.: "The α-type 85-kDa subunit of phosphatidylinositol 3-kinase is phosphorylated at tyrosines 368,580,and 607 by the insulin receptor." J.Biol.Chem.268. 7107-7117 (1993)
• [文献書誌] 林日出喜、蛯名洋介 他: "実験医学" 羊土社, 10 (1993)
• [文献書誌] 林日出喜、蛯名洋介 他: "実験医学" 羊土社, 9 (1993)