新しい細胞内情報伝達物質cyclic ADP-riboseの定量法の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05558084
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 米倉 秀人 東北大学, 医学部, 助教授 (80240373)
• 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) ; 岡本 宏 東北大学, 医学部, 教授 (60025632)
• キーワード: Cyclic ADP-ribose / Second messenger / Ca^<2+> mobilization / pancreatic islet β-cells / Insulin secretion / 定量法 / CD38

研究概要

本研究の目的は、最近研究代表者らが膵ランゲルハンス島β細胞のインスリン分泌過程において見いだした新しい細胞内情報伝達物質であるcyclic ADP-riboseの定量法を開発・確立することである。cyclic ADP-riboseは、cyclic ADP-ribose合成酵素(ADP-ribosyl cyclase)によりNADから合成され、小胞体からカルシウムイオンを動員して、細胞内カルシウムイオン濃度を上昇させるセカンドメッセンジャーとして機能している。
平成7年度の研究は、以下のとうりに進行し、期待された成果が得られた。
1.動物細胞ミクロソームからのCa^<2+>遊離を測定することによるcyclic ADP-riboseの定量法を開発した。
2.さらに上記の系にカルモジュリンを添加すると哺乳動物細胞ミクロソームからのカルシウム放出が著しく増強されることを見出し、これを用いた極めて高感度のcyclic ADP-ribose定量法を確立した。
3.cyclic ADP-ribose定量法の簡便化、迅速化を計るため、膵ランゲルハンス島などの哺乳動物細胞・組織抽出液とその部分精製サンプルを比較し、cyclic ADP-ribose定量のための生体サンプル調製法を確立した。
4.確立したcyclic ADP-ribose定量法を用いて、cyclic ADP-riboseが膵β細胞でグリコールの刺激により合成されること、cyclic ADP-riboseの代謝にはこれまで白血球表面抗原として同定されていたCD38分子が合成・分解酵素として機能していることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Takasawa,S.: "Requirement of calmodulin-dependent protein kinase II in cyclic ADP-ribose-mediated intracellular Ca^<2+> mobilization" Journal of Biological Chemistry. 270. 30257-30259 (1995)
• [文献書誌] Kato,I.: "Regulatory role of CD38(ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase)in insulin secretion by glucose in pancreatic β cells." Journal of Biological Chemistry. 270. 30045-30050 (1995)
• [文献書誌] Nata,K.: "The structure of the gene encoding Aplysia kurodai ADP-ribosyl cyclase,a second-messenger enzyme." Gene. 158. 213-218 (1995)
• [文献書誌] Higashida,H.: "Nicotinamide adenine dinucleotide regulates muscarinic receptor-coupled K+(M) channels in rodent NG108-15 cells." Journal of Physiology. 482. 317-323 (1995)
• [文献書誌] Okamoto,H.: "New aspects to the physiological significance of NAD,poly ADP-ribose and cyclic ADP-ribose." Biochimie. 77. 356-363 (1995)
• [文献書誌] Karasawa,T.: "NAD(+)-glycohydrolase from Streptococcus pyogenes shows cyclic ADP-ribose forming activity." FEMS Microbiology Letters. 130. 201-204 (1995)
• [文献書誌] Nakagawara,K.: "Assignment of the gene for human leukocyte antigen CD38,that has cyclic ADP-ribose-synthesizing and-hydrolyzing activities,to chromosome 4p15." Cytogenetics and Cell Genetics. 69. 38-39 (1995)
• [文献書誌] Furuya,F.: "Molecular cloning of cDNA encoding rat bone marrow stromal cell antigen 1(BST-1) from islets of Langerhans." Gene. 165. 329-330 (1995)
• [文献書誌] Miyashita,H.: "Human REG family genes are tandemly ordered in a 95-kbp region of chromosome 2p12." FEBS Lett.377. 429-433 (1995)
• [文献書誌] Akabane,A.: "Nicotinamide inhibits IRF-1 mRNA induction and prevents IL-1β-induced nitric oxide synthase expression in pancreatic β cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.215. 524-530 (1994)
• [文献書誌] Satomura,S.: "Measurement of serum PSP/reg-protein concentration in various disease with a newly developed enzyme-linked immunosorbent assay." J.Gastroenterol.30. 643-650 (1994)
• [文献書誌] Baeza,N.J.: "Pancreatic regenerating gene overexpression in the monobese diabetic mouse during active diabetogenesis." Diabetes. 45. 67-70 (1996)
• [文献書誌] Yonekura,H.: "Identification of the five essential histidine residues for peptidylglycine monooxygenase." Biochemical and Biophysical Research Communication. 218. 495-499 (1996)
• [文献書誌] Kato,I.: "Enhancement of glucose-induced insulin secretion in transgenic mice overexpressing human VIP gene in pancreatic β-cells." Annals of New York Academy of Science. in press (1996)
• [文献書誌] 高沢 伸: "インスリン分泌におけるcyclic ADP-riboseの役割" 生化学. 67. 538- (1995)
• [文献書誌] 加藤一郎: "CD38トランスジェニックマウスのインスリン分泌." 生化学. 67. 538 (1995)
• [文献書誌] 東郷 暁: "CD38とアメフラシADP-ribosyl cyclaseのアミノ酸置換による酵素活性の変換." 生化学. 67. 540- (1995)
• [文献書誌] 篁 俊成: "CD38(ADP-ribosyl cyclase/cyclic ADP-ribose hydrolase)とアメフラシADP-ribosylcyclaseの遺伝子構造" 生化学. 67. 540- (1995)
• [文献書誌] 宮下 曜: "Regファミリー遺伝子は全て同一の染色体部位に存在する" 生化学. 67. 540 (1995)
• [文献書誌] 古谷保人: "ラットcyclic ADP-ribose合成酵素関連遺伝子産物BST-1の構造と発現." 生化学. 67. 697 (1995)
• [文献書誌] 赤羽敦也: "サイトカインのNO合成酵素誘導による膵β細胞機能障害とその防止の分子機構." 生化学. 67. 780- (1995)
• [文献書誌] 東郷 暁: "ヒトCD38のcyclic ADP-ribosyl cyclase合成・分解酵素活性について." 生化学. 67. 1323 (1995)
• [文献書誌] 加藤一郎: "cyclic ADP-ribose合成酵素(CD38)を発現するトランスジェニックマウスにおけるインスリン分泌の増強." 糖尿病,Supplement. 38. 131- (1995)
• [文献書誌] 篁 俊成: "ヒトcyclic ADP-ribose合成・分解酵素(CD38)の遺伝子構造と染色体座位." 糖尿病,Supplement. 38. 236 (1995)
• [文献書誌] 東郷 暁: "セカンドメッンジャーcyclic ADP-ribose合成・分解に必須なCD38のCys119とCys201." 糖尿病,Supplement. 38. 236 (1995)
• [文献書誌] 成島陽一: "5つの遺伝子から構成されるマウスRegファミリーの全容の解明." 日本外科学会誌(臨時増刊号). 96. 247- (1995)
• [文献書誌] Okamoto,H.: "A role of cyclic ADP-ribose in stimulus-secretion coupling in pancreatic β-cells.in Diabetes 1994" Baba,S.ed.(Elsevier), 244-246 (1995)
• [文献書誌] 加藤一郎: "ペプチドC末端アミド化酵素:ペプチジルグリシン モノオキシゲナーゼとリアーゼ in “新しい酵素研究法"" 一島英治・小野寺一清編(東京化学同人), 85-91 (1995)
• [文献書誌] Okamoto,H.: "The OKAMOTO model for B-cell damage:recent advances.in Lessons from Animal Diabetes" Shafrir,E.ed.(Birkhauser)(in press), (1996)