ペルオキシソーム膜ABCタンパク質の構造・機能と遺伝病

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10217203
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 今中 常雄 富山医科薬科大学, 薬学部, 教授 (50119559)
• 研究分担者: 宇根 瑞穂 広島大学, 医学部, 助手 (20144826) ; 守田 雅志 富山医科薬科大学, 薬学部, 助手 (20191033) ; 岡村 昭治 富山医科薬科大学, 薬学部, 助教授 (60019122)
• キーワード: ABCタンパク質 / トランスポーター / ペルオキシソーム / 副腎脳白質ジストロフィー / 脂質代謝 / 脂肪酸輸送 / 脂肪酸β酸化 / 極長鎖脂肪酸

研究概要

ペルオキシソーム膜上の4種のABCタンパク質、PMP70、ALDP、ALDRP、P70Rの構造と機能の解析を行い、以下に示す成果を得た。
1.ラット肝、CHO細胞よりペルオキシソームを精製し、PMP70と他のABCタンパク質との相互作用を解析した。その結果、PMP70の大部分がホモダイマーとして存在することが明らかになった。またPMP70は長鎖脂肪酸CoAの輸送担体であること、そのペルオキシソーム局在化には第3膜貫通領域前後のアミノ酸配列を必要とすることが明らかになった。
2.PMP70ならびに副腎脳白質ジストロフィー(ALD)の原因となるALDPの機能を比較するため、ヌクレオチド結合領域を含むC末端側半分の親水性領域をmaltose結合タンパク質との融合タンパク質として大腸菌に大量発現させることを試みた。その結果、融合タンパク質の多くは可溶性タンパク質として回収された。現在両者の特性を、ATP結合性、ATPase活性等の観点から解析している。
3.ALDPを欠損しているALD患者の繊維芽細胞にALDPを安定発現させると、極長鎖脂肪酸のβ酸化が改善された。さらにvery long chain acyl-CoA synthetaseを同時過剰発現させると、β酸化がより亢進した。よってALDPは極長鎖脂肪酸もしくはそのCoAの輸送胆体である可能性が高い。またALDPの脂肪酸認識の特異性はPMP70と異なっていることが明らかになった。一方、P70R過剰発現は脂肪酸β酸化に全く影響を与えないことより、脂肪酸代謝以外の基質を輸送すると考えられる。ALDRPの機能については現在検討中である。
今後、各ABCタンパク質の基質輸送機構の詳細、生理的意義ならびに病態との関連性を明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Imanaka, T.: "The 70-kDa peroxisomal membrane protein (PMP70), an ATP-binding cassette transporter"Cell Biochem. Biophys.. (in press). (2000)
• [文献書誌] 今中常雄: "ABCトランスポーター:医薬品開発のターゲット(2)"バイオサイエンスとインダストリー. 58・2. 101-104 (2000)
• [文献書誌] Nakagawa, T.: "Peroxisomal membrane protein pmp47 is essential for the activation of middle chain fatty acid inside yeast peroxisomes and is associated with peroxisome proliferation"J. Biol. Chem.. 275・5. 3455-3461 (2000)
• [文献書誌] Imanaka, T.: "Characterization of the 70-kDa peroxisomal membrane protein, and ATP-binding cassette transporter"J. Biol. Chem.. 274・17. 11968-11976 (1999)
• [文献書誌] Sato, R.: "Sterol regulatory element-binding protein negatively regulates microsomal triglycerid transfer protein gene transcription"J. Biol. Chem.. 274・35. 24714-24720 (1999)
• [文献書誌] Mori, M.: "Presence of phospholipid-neutral lipid complex structures in atherosclerotic lesions as detected by a novel monoclonal antibody"J. Biol. Chem.. 274・35. 24823-24837 (1999)
• [文献書誌] Yamasaki, M.: "Formation of peroxisomes from peroxisomal ghosts in a peroxisome-deficient mammalian cell mutant upon complementation by protein microinjection"J. Biol. Chem.. 274・50. 35293-35296 (1999)
• [文献書誌] Itabe, H.: "Metabolism of oxidized phosphatidylcholines formed in oxidized low density lipoprotein by lecithin-cholesterol acyltransferase"J. Biochem.. 126・1. 153-161 (1999)
• [文献書誌] Okamura, S.: "Isotype-specific changes in the amount of β-tubulin RNA in synchronized tabacco BY2 cells"Cell Struct. Funct.. 24・3. 117-122 (1999)
• [文献書誌] 今中常雄(分担): "分子生物学(第3章 細胞構造)"丸善株式会社. 310 (1999)