NMDA受容体に作用するポリアミンアゴニスト及 びアンタゴニストの開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07557376
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 五十嵐 一衛 千葉大学, 薬学部, 教授 (60089597)
• 研究分担者: 柏木 敬子 千葉大学, 薬学部, 助手 (80169424) ; 白幡 晶 城西大学, 薬学部, 講師 (50150107)
• キーワード: ポリアンミン / スペルミン / NMDA受容体 / アゴニスト / アンタゴニスト / ビスエチルポリアミン

研究概要

1.NMDA受容体活性はポリアミン、特にスペルミンにより二面的に調節されている。すなわち、スペルミンは脱分極の状態で受容体活性を促進し、過分極の状態で阻害する。しかも、この異なる効果を示すスペルミン結合部位は受容体上で異なっていると考えらえている。スペルミンと比較し疎水性を増すためにビスエチルペンタアミンを合成し、NMDA受容体に対する効果を検討した。ビスエチルペンタアミンはスペルミンの有効濃度(100μM)の約1/10の濃度で過分極状態における活性を阻害したが、脱分極状態では活性に影響を与えなかった。従って、阻害に関与するスペルミンの結合部位はNa^+やCa^<2+>を通すチャンネルの近傍に位置すると推測された。
2.スペルミンのNMDA受容体の結合部位を決定するために、スペルジン輸送系のスペルミジン結合蛋白質とのアミノ酸配列のホモロジーサーチを行った。その結果、NMDA受容体上のN-末端側と、膜貫通部位M3とM4の間のアミノ酸配列にスペルミン結合蛋白質とのホモロジーが認められた。この2ヶ所はいずれも細胞の外側に位置していた。この2ヶ所に位置するアスパラギン酸、グルタミン酸をそれぞれアスパラギン、グルタミンに置換したNMDA受容体を作製し、スペルミンの影響を検討した。その結果、N-末端側に位置するグルタミン酸342がスペルミンによる脱分極状態の促進に関与していること、M3とM4の間に位置するアスパラギン酸669が脱分極状態における促進と過分極状態における阻害の両方に関与していることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Antagonist properties of polyamines and bis(ethyl)polyamines at N-methyl-D-aspartate receptors." J.Pharmacol.Exp.Ther.272. 1101-1109 (1995)
• [文献書誌] J.Fukuchi et al.: "Decrease in cell viability due to the accumulation of spermidine in spermidine acetyltransferase-deficient mutant of Escherichia coli." J.Biol.Chem.270. 18831-18835 (1995)
• [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Spermidine-preferential uptake system in Escherichia coli. ATP hydrolysis by PotA protein and its association with membranes." J.Biol.Chem.270. 25377-25382 (1995)
• [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Inhibition of the growth of various human and mouse tumor cells by 1,15-bis(ethylamino)-4,8,12-triazapentadecane." Cancer Res.55. 2615-2619 (1995)
• [文献書誌] A.Wada et al.: "Ribosome modulation factor(RMF):Stationary growth phase-specific inhibitor of ribosome functions from Escyerichia coli." Biochem.Biophus.Res.Commun.214. 410-417 (1995)
• [文献書誌] K.Williams et al.: "An acidic amino acid in the N-methyl-D-aspartate receptor that is important for spermine stimulation." Mol.Pharmacol.48. 1087-1098 (1995)