ATP駆動型トランスポータとチャネルの構造・機能協関

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07276101
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 植田 和光 京都大学, 農学部, 助手 (10151789)
• 研究分担者: 赤池 紀生 九州大学, 医学部, 教授 (30040182) ; 堀江 稔 京都大学, 医学部, 助手 (90183938) ; 倉智 嘉久 大阪大学, 医学部, 教授 (30142011) ; 竹口 紀晃 富山医科薬科大学, 薬学部, 教授 (00019126) ; 内藤 幹彦 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (00198011)
• キーワード: トランスポータ / チャネル / 膜輸送体 / ATP / イオン / 抗癌剤 / ポンプ

研究概要

1)ABCスーパーファミリーに属する抗癌剤排出ポンプMDR1、リン脂質フリッペースMDR2の機能の比較から、MDR1とMDR2が共通の基質認識部位および輸送機構を持つこと、つまりMDR1もMDR2と同様に脂質2重層の内側の単分子層に存在する基質を結合し、外側の単分子層にフリップするか直接細胞外へ排出していること明らかにした。(植田)
2)P糖蛋白を多量に発現している多剤耐性癌細胞より各種クロマトグラフイ-によりP糖蛋白を精製後、脂質二重膜に再構成し、ATPに依存した薬剤輸送活性を測定することに成功した。(内藤)
3)胃H^+, K^+-ATPaseの発現系を確立し、K^+のアフィニティーの関与するアミノ酸を同定した。また、その機能にはαサブユニットの2量体形成が必要であり、プロトンの輸送には低濃度ATPでは4量体が、高濃度ATPでは2量体の形成が必須であることを明らかにした。(竹口)
4)代謝阻害時に活性化する心筋KATP channelの開口が、Na/Kpumpやadenylate cyclaseの活性を調節することにより修飾されることを発見し、心筋細胞においてイオンチャネルとトランスポータがクロストークしていることを明らかにした。(堀江)
5)ラット脳から新規のATP結合配列を持った内向き整流カリウムチャネルcDNAクローンを単離し、KAB-2と名付けた。フリカツメガエル卵母細胞にこのチャネルを発現させパッチクランプ法で解析することによって、内向き整流特性を持ったカリウムチャネル活性の維持にはATPが必要であることを明らかにした。(倉智)
6)ラットの海馬CA1錐体細胞、マイネルト核ニューロン、黒盾ニューロンを単離し、これにホールセルパッチ又はニスタチン穿孔パッチ記録法を適用し、膜電位固定下にGABAAレセプターチャネル電流に対する細胞内ATPの修飾作用を明らかにした。(赤池)

研究成果

• [文献書誌] Inagaki, N.: "Cloning and functional characterization of a novel ATP-sensitive potassium channel ubiquitously expressed in rat tissues, including pancreatic islets, pituitary, skeletal muscle, and heart." Journal of Biological Chemistry. 270. 5691-5694 (1995)
• [文献書誌] Fujimoto, M.: "Dual mechanism of GABAA response inhibition by β-lactam antibiotics in the pyramidal neurones of the rat cerebral cortex." Br. J. Pharmacol.116. 3014-3020 (1995)
• [文献書誌] Ebihara, S.: "Gramicidin perforated patch recording:GABA response in mammalian neurones with intact intracellular chloride." J. Physiol. (London). 484. 77-86 (1995)
• [文献書誌] Yamada, M.: "Spermine gates inward-rectifying muscarinic but not ATP-sensitive K+ channels in rabbit atrial myocytes: intracellular substance-mediated mechanism of inward rectification." Journal of Biological Chemistry. 270. 9289-9294 (1995)
• [文献書誌] Takumi, T.: "A novel ATP-dependent inward rectifier potassium channe expressed predominantly in glial cells." Journal of Biological Chemistry. 270. 16339-16346 (1995)
• [文献書誌] Morii, M.: "Oligomeric Regulation of Gastric H, K-ATPase." Journal of Biological Chemistry. 271. 4068-4072 (1996)
• [文献書誌] Asano, S.: "Functional Expression of Gastric H, K-ATPase and Site-directed Mutagenesis of the Putative Cation Binding Site and the Catalytic Center." Journal of Biological Chemistry. 271. 2740-2745 (1996)
• [文献書誌] Hirai, M.: "Cepharanthin, a multidrug resistant modifier, is a substrate for P-glycoprotein." J. Phamacol. Exp. Ther.275. 73-78 (1995)