新たな膜輸送機構の分子基盤

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15GS0301
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 稲垣 暢也 京都大学, 医学研究科, 教授 (30241954)
• 研究分担者: 植田 和光 京都大学, 農学研究科, 教授 (10151789) ; 加藤 博章 京都大学, 薬学研究科, 教授 (90204487) ; 山田 勝也 弘前大学, 医学部, 准教授 (40241666) ; 長嶋 一昭 京都大学, 医学研究科, 助教 (40324628)
• キーワード: 遺伝子 / 蛋白質 / 脂質 / ABC蛋白質 / 膜輸送 / イオンチャネル

研究概要

哺乳動物のABC蛋白質は未だに蛋白構造が不明であるだけでなく、その多くは未だに輸送する基質や機能、病態との関連が不明である。本研究では、特にABC蛋白質のレギュレーター機能(SUR)と脂質膜輸送機能(ABCAサブファミリー)に焦点を絞り、構造、機能、病態における意義を解析することにより、新たな膜輸送機構の分子基盤を明らかにすることを目的とする。
平成19年度には、
1) ABCA3 KOマウスの肺脂質のメタボローム解析により、パルミチン酸を有するホスファチジルコリンとホスファチジルグリセロールがABCA3の基質である可能性を明らかにした。
2)サーファクタント欠損患者に認められるABCA3遺伝子変異により、細胞内のベジクルのコリンリン脂質が減少することをin vitroの系で明らかにした。
3)フェノタイプがより軽度である間質性肺疾患患者に認められるABCA3遺伝子変異において、ABCA3機能異常のメカニズムを明らかにした。
4)ABCA1によるHDL形成と、ABCG1によるHDL形成の相違を明らかにし、両者が異なった調節メカニズムにより協調的にHDLを形成することを明らかにした。
5)ABCG5/ABCG8がヘテロ2量体を形成して細胞膜に発現し、胆汁酸存在下、ステロールを細胞外へ排出することを明らかにした。
6)大腸菌およびサルモネラ菌由来のMDR1ホモログMsbAの結晶を精製し、最高5.0ÅまでのX線回折強度データの収集を行った。さらに、好熱性古細菌と真核単細胞生物からも結晶化に適したMDR1ホモログの結晶化を行い、8.0Å分解能のX線回折像を与える結晶を得た。
7)FreeStyle293細胞発現系より得られたSUR1-Kir6.2複合体の精製標品を、極低温電子顕微鏡により電子線単粒子解析を行い、顕微鏡像平均化によるクラスアベレージ像を作成中である。

研究成果

• [雑誌論文] Heterozygous ABCA3 mutation associated with non-fatal evolution of respiratory distress. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yokota, T., Matsumura, Y., Ban, N., Matsubayashi, T., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: Eur. J. Pediatr 167(6) ページ: 691-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the Interaction between Recombinant Human Peroxin Pex3p and Pex19p: IDENTIFICATTON OF TRP-104 IN Pex3p AS A CRITICAL RESIDUE FOR THE INTERACTION. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Shibata, H., Nakano, H., Matsuzono, Y., Kashiwayama, Y., Kobayashi, Y., Fujiki, Y., Imanaka, T., & Kato, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283 ページ: 6136-6144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of ABCA2 protein in both non-myelin-forming and myelin-forming Schwann cells in the rodent peripheral nerve. (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., Yamada, K., Wang, Y., Tanaka, Y., Ohtomo, K., Ishikawa, K., and Inagaki,
  • 雑誌名: Neurosci. Lett. 414 ページ: 35-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABCA3 as a lipid transporter in pulmonary surfactant biogenesis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ban, N., Matsumura, Y., Sakai, H., Takanezawa, Y., Sasaki, M., Arai, H., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 9628-9634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time imaging of glucose uptake in single, living mammalian cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada, K., Saito, M., Matsuoka, H., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: Nat. Protocols 2 ページ: 753-762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of Kir6.2-containing ATP-sensitive potassium channels impairs maintenance of hypoxic gasping in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyake, A., Yamada, K., Kosaka, T., Miki, T., Seino, S., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 25 ページ: 2349-2363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical significance of ABCA2, a novel marker of oligodendroglioma. (2007)
  • 著者名/発表者名: Obara, S., Nakata, M., Takeshima, H., Arita, K., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: Neurosurgery 60 ページ: 707-714
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABCA3-mediated choline-phospholipids uptake into intracellular vesicles in A549 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Y., Sakai, H., Sasaki, M., Takanezawa, Y., Ban, N., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 581 ページ: 3139-3144
  • 査読あり
• [雑誌論文] ABCA2 deficiency causes abnormal sphingolipid metabolism in mouse brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakai, H., Tanaka, Y., Tanaka, M., Ban, N., Yamada, K., Matsumura, Y., Kita, T., and Inagaki, N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 19692-19699
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sphingomyelin-dependence of cholesterol efflux mediated by ABCG1. J Lipid Res. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sano, O., . Kobayashi, A., Nagao, K., Kumagai, K., Kioka, N., Hanada, K., Ueda, K., Matsuo, M.
  • 雑誌名: J Lipid Res. 48(11) ページ: 2377-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholesterol and Plant Sterol Efflux from Cultured Intestinal Epithelial Cells Is Mediated by ATP-Binding Cassette Transporters. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tachibana, S., Hirano, M., Hirata, T., Matsuo, M., Ikeda, I., Ueda, K., Sato, R.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 71(8) ページ: 1886-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bile Salt-Dependent Efflux of Cellular Phospholipids Mediated by ATP Binding Cassette Protein B4. (2007)
  • 著者名/発表者名: Morita, S.-y. Kobayashi, A., Takanezawa, Y., Kioka, N., Handa, T., Arai, H., Matsuo, M., Ueda, K.
  • 雑誌名: Hepatology 46 ページ: 188-199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced apoA-I-dependent cholesterol efflux by ABCA1 from sphingomyelin-deficient CHO cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagao, K., Takahashi, K., Hanada, K., Kioka, N., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 282 ページ: 14868-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of phosphatases in the anchorage-dependent regulation of ERK2 activation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Mitsushima, M., Ueda, K., Kioka, N.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res. 313 ページ: 1830-1838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of drug-stimulated ATPase activity of human MDR1/P-glycoprotein by cholesterol. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Kioka, N., Kato, H., Matsuo, M., Ueda, K.
  • 雑誌名: iochem J. 401 ページ: 597-605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholesterol fill-in model mechanism for substrate recognition by ABC proteins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Kodan, A., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • 雑誌名: J Bioenerg. Biomembr. 39(5-6) ページ: 447-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of multi-drug recognition by MDR1/ABCB1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Morita, S.-y., Matsuo, M., and Ueda, K.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 98 ページ: 1303-1310
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脂質恒常性に関与するABCタンパク質の基質認識機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村泰久、松尾道憲、植田和光
  • 雑誌名: 最新医学 62(11) ページ: 2461-2466
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic studies of Pz peptidase A from Geobacillus collagenovorans MO-1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, A., Nakano, H., Tsujimoto, Y., Matsui, H., Shimizu, T., Nakatsu, T., Kato, H., Watanabe, K.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. F63 ページ: 142-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] ホタル発光のなぞ (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤博章、中津 亨
  • 雑誌名: 生化学 79 ページ: 697-701
• [学会発表] 結晶化に適した好熱菌由来ABCトランスポーターのスクリーニング (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤友美、中津亨、植田和光、加藤博章
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 構造解析に適した真核生物由来のABCトランスポーターのスクリーニング (2008)
  • 著者名/発表者名: 崎山慶太、木村泰久、小段篤史、中津亨、植田和光、加藤博章
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] ABCA3 as a Lipid Transporter in Pulmonary Surfactant Biogenesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobuya Inagak, i, et. al.
  • 学会等名: 2nd FEBS Special Meeting
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 2008-03-05
• [学会発表] Endocytosis and Recycling of ABCA1 and HDL formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuya Azuma, et. al.
  • 学会等名: 2nd FEBS Special Meeting
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] Mechanism of ABCA1-mediated efflux of cholesterol and phosphatidylcholine to apoA-I -ApoA-I-independent lipid movement by ABCA1- (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohjiro Nagao, et. al.
  • 学会等名: 2nd FEBS Special Meeting
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] ルシフェリン-ルシフェラーゼの相互作用とホタル発光色の調節 (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤博章(招待講演)
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] ABCA3の機能と病態における役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 暢也、松村 欣宏、佐々木 真弓、坂 信広
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] ABCA1のエンドサイトーシス・リサイクルの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吾妻佑哉, 他7名
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] ヒトABCA13のクローニングおよび機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩井麻衣子、植田和光
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Mechanism of membrane lipid efflux by ABC transporters (2007)
  • 著者名/発表者名: Ueda, K.
  • 学会等名: 2007 FASEB Summer Research Conferences
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 2007-06-11
• [学会発表] 多剤排出トランスポーターP糖タンパク質におけるリンカー領域の役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤友美、小段篤史、木村泰久、中津亨、加藤博章
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-05-26
• [学会発表] 結晶化を目指したペルオキシソーム膜タンパク質22のメタノール資化性酵Pichia pastorisによる大量生産 (2007)
  • 著者名/発表者名: 江川響子、柴田洋之、加藤博章
  • 学会等名: 第7回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2007-05-24
• [図書] 「新しい薬をどう創るか」-薬のターゲットタンパク質の構造を決定する(第3章) (2007)
  • 著者名/発表者名: 加藤博章
  • 総ページ数: 301
  • 出版者: 講談社