新しい細胞内情報伝達物質サイクリックADP-リボースの合成酵素と受容体の解明

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404018
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡本 宏 東北大学, 医学部, 教授 (60025632)
• 研究分担者: 那谷 耕司 東北大学, 医学部, 助手 (90202233) ; 高沢 伸 東北大学, 医学部, 講師 (50187944) ; 米倉 秀人 東北大学, 医学部, 講師 (80240373)
• キーワード: cyclic ADP-ribose / second messenger / Ca2+mobilization / pancreatic islet β-cells / insulin secretion / CD38 / ADP-ribosyl cyclase / cyclic ADP-ribose hydrolase

研究概要

本研究の目的は、研究代表者らが新しく見出した細胞内情報伝達物質であるサイクリックADPリボースの合成酵素と受容体の構造と性質を明らかにして、サイクリックADPリボースを中心とする新しい細胞内情報伝達系の全容を解明することである。平成5年度の研究は、当初の計画どおりに進行し、以下のような期待された成果を得た。
1.日本産アメフラシ(Aplysia kurodai)のサイクリックADPリボース合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)cDNAと遺伝子を分離し構造を決定したところ、アメフラシADP-ribosyl cyclaseとヒト白血球表面抗原CD38がアミノ酸配列上相同性を有することが新たな知見として得られた。
2.RT-PCR法により、ヒトCD38のcDNAをヒトインスリノーマより分離した。
3.分離したヒトCD38cDNAをSV40初期プロモーター下流に接続して発現ベクターを作製し、COS-7細胞で発現させた。
4.発現させたヒトCD38蛋白とNADを反応させHPLCで分析したところ、ヒトCD38蛋白がサイクリックADPリボース合成酵素活性を有することが示され、CD38が高等動物のサイクリックADPリボース合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)であることが明らかとなった。
5.日本産アメフラシ(Aplysia kurodai)のサイクリックADPリボース合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)を用いて、^3H-および^<32>P-で標識したサイクリックADPリボースを合成した。

研究成果

• [文献書誌] Takasawa,S.: "Cyclic ADP-ribose in insulin secretion from pancreatic β cells." Science. 259. 370-373 (1993)
• [文献書誌] Unno,M.: "Structure,chromosomal localization,and expression of mouse reg genes,reg I and reg II:A novel type of reg gene,reg II,exists in the mouse genome" Journal of Biological Chemistry. 268. 15974-15982 (1993)
• [文献書誌] Takasawa,S.: "Cyclic ADP-ribose in β cells." Science. 262. 584-586 (1993)
• [文献書誌] Takasawa,S.: "Synthesis and hydrolysis of cyclic ADP-ribose by human leukocyte antigen CD38 and inhibition of the hydrolysis by ATP." Journal of Biological Chemistry. 268. 26052-26054 (1993)
• [文献書誌] Wulff,B.S.: "Efficient amidation of C-peptide deleted NPY precursors by non-endocrine cells is affected by the presence of Lys-Arg at the C-terminus." Molecular and Cellular Endocrinology. 91. 135-141 (1993)
• [文献書誌] Nata,K.: "Structure determination and evolution of the chicken cDNA and gene encoding prepropancreatic polypeptide." Gene. 130. 183-189 (1993)
• [文献書誌] Kohri,K.: "Cloning and structural determination of human peptide YY cDNA and gene." Biochimica et Biophysica Acta. 1173. 345-349 (1993)
• [文献書誌] Satomura,Y.: "The immunohistochemical evaluation of PSP/reg-protein in normal and diseased human pancreatic tissues." International Journal of Pancreatology. 13. 59-67 (1993)
• [文献書誌] Okamoto,H.: "ADP-ribosyl cyclase that synthesizes cyclic ADP-ribose,a second messenger for Ca2+ mobilization in β-cells." Diabetes. 42. 76A (1993)
• [文献書誌] Okamoto,H.: "B-cell regeneration:the role of the reg gene." 1st International Meeting of the Pancreatic Islet Study Group Abstract. 111 (1993)
• [文献書誌] Shao-Ying Hua.: "Cyclic ADP-ribose modulates Ca^<2+> release channels for activation by physiological Ca^<2+> entry in bullfrog sympathetic neurons." Neuron. in press (1994)
• [文献書誌] Kimura,N.: "Multiple-hormone gene expression in ganglioneuroblastoma with watery diarrhea,hypokalemia and achlorhydria syndrome." Cancer. 71. 2841-2846 (1993)
• [文献書誌] Sasaki,T.: "Cyclic ADP-ribose,a candidate for a novel Ca^<2+>-mobilizing second messenger,induced Ca^<2+>-dependent current responses in airway submucosal gland cells." American Review of Respiratory Disease. 147. A936 (1993)
• [文献書誌] Watanabe,T.: "Pancreatic β-cell replication and amelioration of surgical diabetes by reg protein." Proceedings of the National Academy of Sciences,U.S.A.(in press). (1994)
• [文献書誌] Moriizumi,S.: "Isolation,structural determination and expression of a novel reg gene,human regIβ." Biochimica et Biophysica Acta. 1217. 199-202 (1994)
• [文献書誌] Tohgo,A.: "Structural determination and characterization of a 40 kDa protein isolated from rat 40S ribosomal subunit." FEBS Letters. (in press). (1994)
• [文献書誌] Suzuki,Y.: "Structure and expression of a novel rat regIII gene." Gene. (in press). (1994)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "膵の再生とreg遺伝子ファミリー" 医学の歩み. 別冊. 135-138 (1993)
• [文献書誌] 高沢伸: "膵β細胞の新しいセカンドメッセンジャーcyclic ADP-ribose." 分子糖尿病学. 4. 1-6 (1993)
• [文献書誌] 高沢伸: "膵β細胞機能発現の新しい細胞内情報伝達物質cyclic ADP-ribose." 糖尿病記録号1993. 247-251 (1994)
• [文献書誌] 加藤一郎: "膵ランゲルハンス島β細胞でVIP遺伝子を過剰発現するトランスジェニックマウスの作製と導入遺伝子による血糖降下作用" 分子糖尿病学. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] 海野倫明: "ラット膵切除後・実験膵炎時に発現する新しいreg遺伝子について" 日本外科学会誌,総会号. 17. 152 (1993)
• [文献書誌] 高沢伸: "膵β細胞機能発現の新しい細胞内情報伝達物質cyclic ADP-ribose." 糖尿病. 36(Supplement). 139 (1993)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "reg遺伝子ファミリーの構造と機能" 糖尿病. 36(Supplement). 160 (1993)
• [文献書誌] 那谷耕司: "ヒトPeptide YY cDNAと遺伝子の単離と構造決定." 糖尿病,Supplement. 36. 332 (1993)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "新しいヒト遺伝子の単離-ヒトreg遺伝子ファミリーの構造・発現・染色体座位" 生化学. 65. 1232 (1993)
• [文献書誌] 那谷耕司: "Aplysia ADP-ribosyl cyclaseの遺伝子構造" 生化学. 65. 1232 (1993)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "reg遺伝子ファミリーに属する新しいヒト遺伝子(Human regIβ)の分離と染色体マッピング" 膵臓-日本膵臓学会誌(J.Jpn.Panc.Soc.). 18. 308 (1993)
• [文献書誌] 岡本宏: "Cyclic ADP-riboseをセカンドメッセンジャーとする新しい細胞内情報伝達系." 日本内分泌学会雑誌. 69. 168 (1993)
• [文献書誌] 加藤一郎: "ヒトVasoactive Intestinal Peptide(VIP)遺伝子を膵ランゲルハンス島β細胞内で過剰発現するトランスジェニックマウスの作製" 生化学. 65. 812 (1993)
• [文献書誌] 渡辺琢夫: "reg蛋白の膵ランゲルハンス島β細胞増殖作用." 生化学. 65. 1082 (1993)
• [文献書誌] 宮下曜: "ラットreg遺伝子の構造と発現調節機構." 生化学. 65. 1082 (1993)
• [文献書誌] 森泉茂樹: "新しい増殖因子“regファミリー"に属する二つのヒト遺伝子(regIα・regIβ)の構造・発現・染色体座位." 生化学. 65. 1082 (1993)
• [文献書誌] 那谷耕司: "ADP-ribosyl cyclasacDNA・遺伝子の構造と発現." 生化学. 65. 1088 (1993)
• [文献書誌] 高沢伸: "ヒトcyclic ADP-ribose合成系とその調節機構." 生化学. 65. 1088 (1993)
• [文献書誌] 岡本宏: "膵β細胞破壊と防止についての岡本モデルとその展開." 糖尿病. 37. 99-102 (1994)
• [文献書誌] Yonekura,H.: "Structue and expression of reg gene family.in Frontiers of Insulin Secretion and Pancreatic B-Cell Research" Flatt,P.R.,and Lenzan S.,eds(in press), (1994)
• [文献書誌] Takasawa,S.: "A cyclic ADP-ribose,a NAD+metabolite,in stimulus-secretion coupling in pancreatic B-cells.in Frontiers of Insulin Secretion and Pancreatic B-Cell Research" Flatt,P.R.,and Lenzan S.,eds(in press), (1994)