金属イオンの高選択的濃縮機能を有する人工細胞の構築

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09874178
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 道端 斉 広島大学, 理学部, 教授 (00111740)
• 研究分担者: 宇山 太郎 広島大学, 理学部, 講師 (60232914) ; 金森 寛 富山大学, 理学部, 教授 (00019001)
• キーワード: ホヤ / バナジウム / 濃縮機構 / H^+-ATPase / cDNAクローニング

研究概要

ホヤのバナジウム濃縮細胞(バナドサイト)の液胞には、バナジウムに加え高濃度のプロトン(H^+)が含まれ、pH2の極端な酸性を示す。これまでの研究で、液胞膜に存在するH^+-ATPaseが作り出す電気化学的ポテンシャルがバナジウム濃縮のエネルギー源である可能性が高い。
そこでエネルギー供与をする可能性のある膜酵素ならびにバナジウムイオンの濃縮に関わるタンパク質をリポソームに組み込んだ人工細胞を作製し、それらが機能的に金属イオンの濃縮を行うか否か、さらにプロトンの濃度とエネルギー的に共役するか否かを化学量論的に明らかにする。
これまでに、バナジウムの濃縮機構に直接関与すると思われるバナジウム結合タンパク質(VAP)のうち12.5kDaと15kDaのcDNAの全長を明らかにした。12.5kDaのcDNAの全長は642bpで、その内オープンリーディングフレームは360bpで、120アミノ酸残基をコードしていた。15kDaのcDNAの全長は570bpで、その内オープンリーディングフレームは360bpで、120アミノ酸残基をコードしていた。これらの塩基配列とアミノ酸配列に対して、ホモロジー検索を行ったが、どのレベルでも相同性の高いタンパク質は見つからず、システイン含有量の高い新規のタンパク質であった。
一方、H^+-ATPaseを構成するサブユニットのうち、72kDa(Aサブユニット)、54kDa(Bサブユニット)、34kDa(Dサブユニット)のcDNAクローニングを行い、Bサブユニットについてはセカンドスクリーニングまで終了した。
今後、得られたこれらのVAPとH^+-ATPaseのペプチドを組み込んだ人工的膜小胞の作製を試みたい。

研究成果

• [文献書誌] Uyama,T: "6-Phosphogluconate dehydrogenase is a 45 kDa-antigen recognized by a monoclonal antibody S4D5 specific to vanadocytes in the vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." The Journal of Biochemistry. (in press). (1998)
• [文献書誌] Uyama,T: "Glucose-6-phosphate dehydrogenase in the pentose phosphate pathway is localized in vanadocytes of vanadium-rich ascidian,Ascidia sydneiensis samea." Zoological Science. (in press). (1998)
• [文献書誌] Michibata,H.: "Selective accumulation of vanadium by ascidians from sea water.In"Vanadium in the Environment.Part 1:Chemistry and Biochemistry"" Edited by Nriagu JO,John Wiley &Sons,Inc.(in press), (1997)
• [文献書誌] Michibata,H.: "The accumulation mechanism of vanadium by ascidians.In"Proc.Symp.Chemistry,Biochemistry and Therapeutic Applications of Vanadium Compounds." Edited by Tracey,A.and Crans,D.C.,Am.Chem.Soc.(in press), (1997)