ポリアミンモジュロンによる細胞増殖と生存率の調節

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15013207
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 五十嵐 一衛 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (60089597)
• キーワード: ポリアミン / モジュロン / スペルミジン / Fis / Fecl / RF2 / フレームシフト

研究概要

1.ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進を受ける更なる蛋白質を探索したところ、rRNA合成、ある種のtRNA合成及びエネルギー産生に関与する3種のmRNAの合成を促進する転写因子FisとFe輸送蛋白質mRNAの合成を促進する転写因子FecI (σ^<18>)がポリアミンにより合成促進を受けることが明らかとなった。Fis及びFecI mRNAは蛋白質合成開始に重要なShine-Dalgarno (SD)、配列が明瞭でなく、SD配列をmRNA中に人為的に作ると、ポリアミン非存在下での蛋白質合成能が上昇し、ポリアミンによる促進が認められなくなった。
2.大腸菌の終結因子RF2のmRNAは26番目に終止コドンが存在し、+1 frameshiftによりRF2が合成される。このframeshiftに対するポリアミンの効果を検討したところ、RF2 mRNAに対するRF2の量が少ない時、すなわち対数増殖初期にポリアミンがこの+1 frameshiftを促進することが明らかとなった。ポリアミンの促進はdecoding siteで起こることが示唆された。
3.ポリアミンにより翻訳レベルで合成促進を受ける遺伝子群をポリアミンモジュロンと命名し、これまでにoppA、cya、rpoS、fis、fecIの5種を同定した。これら遺伝子群のポリアミンによる発現促進により、どの程度の数のmRNAの転写が促進されるかをDNAマイクロアレイで検討したところ、約300種のmRNAの転写がポリアミンにより促進を受けることが明らかとなった。このうち、約60種のmRNAの転写が上記5種のモジュロンにより発現調節を受けていた。現在、新しいポリアミンモジュロンを探索中である。

研究成果

• [文献書誌] Masuko, T.et al.: "Polyamine transport, accumulation, and release in brain"J.Neurochem.. 84. 610-617 (2003)
• [文献書誌] Williams, K.et al.: "Pharmacology of δ2 glutamate receptors : Effect of pentamidine and protons"J.Pharmacol.Exp.Ther.. 305. 740-748 (2003)
• [文献書誌] Sakata, K.et al.: "Acrolein produced from polyyamines as one of the uremic toxins"Biochem.Soc.trans.. 31. 371-374 (2003)
• [文献書誌] Sakata, K.et al.: "Increase in putrescine, amine oxidase, and acrolein in plasma of renal failure patients"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 305. 143-149 (2003)
• [文献書誌] Low, C.-H.et al.: "Molecular determinants of proton-sensitive N-methyl-D-aspartate receptor gating"Mol.Pharmacol.. 63. 1212-1222 (2003)
• [文献書誌] Soksawatmaekhin, W.et al.: "Excretion and uptake of cadaverine by CadB and its physiological functions in Escherichia coli"Mol.Microbiol.. 51(in press). (2004)