cyclic ADP-ribose合成・分解酵素(CD38)の活性調節機構の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08670132
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 那谷 耕司 東北大学, 医学部, 助手 (90202233)
• キーワード: CD38 / cyclic ADP-ribose / ADP-ribose cyclase / cyclic ADP-ribose hydrolase / 細胞内情報伝達物質 / カルシウムイオン / ATP / クローニング

研究概要

研究代表者らが新しく見出した細胞内情報伝達物質cyclic ADP-ribose (cADPR)は、リンパ球の表面抗原であるCD38により合成・分解される。またCD38のcADPR分解活性はATPにより抑制される。本研究の目的は、cADPR合成・分解酵素(CD38)のATP結合部位を同定することである。平成8年度の研究計画は、計画どおりに進行し、以下の様に期待された成果が得られた。
1.研究代表者らはすでにヒトインスリノーマ由来のRNAを鋳型にしたPCR法によりヒトCD38cDNAを単離している(J. Biol. Chem. 268, 26052-26054, 1993)ので、このcDNAを発現ベクターpMAL-c2に組込み、大腸菌に導入した。
2. 1.で発現ベクターを導入した大腸菌を培養した後溶菌し、大腸菌内でマルトースバインディングプロテインとして発現しているCD38蛋白をアミロースレジンカラムを用いて精製した。
3.精製CD38をATPの類似体である5'- (p-fluorosulfonylbenzoyl) adenosine (FSBA)とインキュベーションして標識した後エンドペプチダーゼで消化し、得られたペプチド断片をHPLC法により分離・精製した。
4.FSBAに対する抗体を用いたウエスタン・ブロット法により、分解・精製したペプチド断片のなかからFSBAで標識されたペプチド断片を同定した。
5. 4.で同定したペプチド断片のアミノ酸配列をペプチドシークエンサーを用いて決定したところ、CD38の129番目のLysがFSBA結合部位であることが明らかとなった。
以上の結果から、CD38のATP結果部位は129番目のLysであることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Koji Nata: "Human gene encoding (ADP-ribosyl cyaclase/cylcic ADP-ribose Hydrolase) : organization, nucleotide sequences and alternative splicing." Gene. (in press). (1997)
• [文献書誌] Naoya Noguchi: "Cyclic ADP-ribose Binds to FK506-binding Protein 12.6 to Release Ca^<2+> from islet Microsomes." Journal of Biological Chemistry. 272. 3133-3136 (1997)
• [文献書誌] Akira Tohgo: "Lysine 129 of CD38 (ADP-ribosyl cyaclase/cylcic ADP-ribose hydrolase) Participates in the Binding of ATP to inhibi the Cyclic ADP-ribose Hydrolase." Journal of Biological Chemistry. 272. 3879-3882 (1997)
• [文献書誌] Noriko Kimura: "Deficiency of Phenylethanolamine N-Methyltransferase in Norepinephrine-Producing Pheochromocytoma." Endocrine Pathology. 7. 131-136 (1996)
• [文献書誌] Hiroshi Okamoto: "Synthesis and hydrolysis of cyclic ADP-ribose by human leukocyte antigen CD38 : Inhibition of hydrolysis by ATP and the physiological signifcance." Methods in Enzymology. 280 (in press). (1997)
• [文献書誌] 那谷耕司: "cyclic ADP-ribose依存性Ca^<2+>放出のCaM Kinase IIによる増強" 生化学. 68. 837-837 (1996)
• [文献書誌] 東郷暁: "CD38 (ADP-ribosyl cyaclase/cylcic ADP-ribose hydrolase)の基質(NAD, cylcic ADP-ribose)と調節因子(ATP)の結合部位" 生化学. 68. 837-837 (1996)
• [文献書誌] 野口直哉: "cyclic ADP-ribose介する情報伝達のCaM Kinase IIによる活性化" 生化学. 68. 1740-1740 (1996)
• [文献書誌] 成島陽一: "ヒトREGファミリー遺伝子の構造と染色体座位:ヒトREGファミリーの4つの遺伝子は全て第2染色体短腕12の95kbpの範囲に局在する" 生化学. 68. 1740-1740 (1996)
• [文献書誌] 高澤伸: "膵β細胞・小胞体からのcyclic ADP-riboseによるCa^<2+>放出のCaM Kinase IIによる増強" 糖尿病. 39. 182-182 (1996)
• [文献書誌] 東郷暁: "ATPは直接CD38に作用してcyclic ADP-ribose分解活性を抑制する" 糖尿病. 39. 183-183 (1996)
• [文献書誌] 池端史子: "糖尿病患者におけるCD38 (cyclic ADP-ribose合成・分解酵素)自己抗体の存在" 糖尿病. 39. 183-183 (1996)
• [文献書誌] 那谷耕司: "マウスReg I遺伝子を過剰発現する膵β細胞の増殖能:トランスジェニックマウスを用いた解析" 糖尿病. (in press). (1997)
• [文献書誌] 東郷暁: "ATPによる膵β細胞内cyclic ADP-ribose生成の調節機構の解明" 糖尿病. (in press). (1997)
• [文献書誌] 野口直哉: "膵β細胞のcyclic ADP-ribose感受性Ca2+チャネルからCa2+放出機構: FK506結合タンパク質の関与" 糖尿病. (in press). (1997)
• [文献書誌] 八木,一夫: "NIDDMにおけるCD38遺伝子変異と変異CD38の機能異常" 糖尿病. (in press). (1997)
• [文献書誌] 東郷暁: "インスリン分泌のセカンドメッセンジャーcyclic ADP-riboseの合成・分解酵素(CD38)のATPによる調節の分子機構" 分子糖尿病学. 7 (in press). (1997)