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2008 年度 実績報告書

3種類の胃プロトンポンプトランスポートソームの機能と環境基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20056010
研究機関富山大学

研究代表者

酒井 秀紀  富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 教授 (60242509)

研究分担者 森井 孫俊  鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (60019130)
田渕 圭章  富山大学, 生命科学先端研究センター, 准教授 (20322109)
キーワード胃酸分泌細胞 / 細管小胞 / アピカル膜 / カベオラ / 脂質ラフト / カベオソーム / プロトンポンプ / トランスポートソーム
研究概要

本研究では、胃酸分泌細胞アピカル膜(頂端膜)の脂質ラフト領域と非ラフト領域にそれぞれ存在する胃プロトンポンプの機能について解明すること、ならびに胃プロトンポンプがどのような分子メカニズムで、H^+輸送を行うのかについて解明することを目的とした。
ブタ胃粘膜より、アピカル膜に富むベシクル(SAV)を調製し、胃プロトンポンプのATP加水分解活性ならびにH^+輸送活性に対する、methyl-B-cyclodextrin(MBCD)および水溶性コレステロールの効果について検討した。SAVをMBCD処理しコレステロールを引き抜くことにより、胃プロトンポンプのATP加水分解活性およびH^+輸送活性は、コントロールに比べ、著しく低下した。MBCD処理後に、コレステロールを加えると、低下した両活性は元のレベルにまで回復した。界面活性剤のCHAPSを使用した実験から、MBCD処理により、脂質ラフト領域に存在している胃プロトンポンプは、ほぼ完全に非ラフト領域に移行し、MBCD処理後のコレステロール添加により、ラフト領域に戻ることがわかった。これらの結果から、アピカル膜に存在するプロトンポンプは、脂質ラフトに存在するときにのみ活性を有することが明らかになった。
つぎに^<18>O水を用いた実験から、胃プロトンポンプは、1モルのATP加水分解によって1.8モルの水を輸送する結果を得た。分子動力学シミュレーションにより、電荷移動路(H_3O^+-Lys-164-Gln-161-Glu-345)が形成されることがわかった。HEK293細胞に発現させた胃プロトンポンプのQ161L、E345L変異体は、ATP加水分解活性を完全に失った。プロトンは電荷移動で細胞質側からイオン結合部位まで運ばれ、水と結合しオキソニウムイオンが形成され、分泌管腔側に輸送されることが示唆された。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional association between K^+-Cl^- cotransporter-4 and H^+, K^+ATPase in the apical canalicular membrane of gastric parietal cells.2009

    • 著者名/発表者名
      Fujii T., et.al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 284

      ページ: 619-629

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of aquaporin-5 in differentiation of human gastric cancer cells.2009

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T., et.al
    • 雑誌名

      J. Physiol. Sci. 59

      ページ: 113-122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of the H_3O^+-Lys-164-G1n-161-Glu-345 charge transfer pathway in proton transport of gastric H^+, K^+-ATPase.2008

    • 著者名/発表者名
      Morii M., et.al.
    • 雑誌名

      I. Biol. Chem. 283

      ページ: 16876-16884

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of membrane microdomains in the regulation of gastric proton pump.2008

    • 著者名/発表者名
      Sakai H., et.al.
    • 雑誌名

      J. Pharm. Soc. Jpn. 128

      ページ: 125-126

  • [学会発表] 胃壁細胞アピカル膜の酸分泌機構の分子生理2009

    • 著者名/発表者名
      藤井拓人
    • 学会等名
      日本薬学会第129年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] 胃プロトンポンプ阻害剤オメプラゾールとSCH28080は結合ポケットを共有する2009

    • 著者名/発表者名
      森井孫俊
    • 学会等名
      日本薬学会第129年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2009-03-27
  • [学会発表] 酸分泌休止時と刺激時における胃プロトンポンプの性質2009

    • 著者名/発表者名
      藤田恭輔
    • 学会等名
      日本薬学会第129年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2009-03-26
  • [学会発表] 胃酸分泌細胞の細管小胞膜とアピカル膜におけるプロトンポンプの諸性質2009

    • 著者名/発表者名
      藤田恭輔
    • 学会等名
      フィジカルファーマフォーラム2009
    • 発表場所
      大阪府高槻市
    • 年月日
      2009-03-24
  • [学会発表] 署酸分泌細胞におけるK^+Cl^-共輸送体KCC4の機能2008

    • 著者名/発表者名
      藤井拓人
    • 学会等名
      トランスポーター研究会ワークショップin鶴岡
    • 発表場所
      山形県鶴岡市
    • 年月日
      2008-11-16
  • [学会発表] KCC3aによるNa^+, K^+-ATPase活性調節機構におけるコレステロールの機能2008

    • 著者名/発表者名
      藤田恭輔
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第119回例会
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      2008-11-09
  • [学会発表] 胃プロトンポンプ活性調節におけるコレステロールの役割2008

    • 著者名/発表者名
      岡崎真也
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部第119回例会
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      2008-11-09
  • [学会発表] KCC4が関与する胃酸分泌細胞アピカル膜のK^+リサイクリング機構2008

    • 著者名/発表者名
      藤井拓人
    • 学会等名
      第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2008-08-07
  • [学会発表] CLC-5Cl^-/H^+交換輸送体と胃プロトンポンプとの機能連関2008

    • 著者名/発表者名
      降矢裕史
    • 学会等名
      第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2008-08-07
  • [学会発表] 胃プロトンポンプの活性調節における膜マイクロドメインの役割2008

    • 著者名/発表者名
      酒井秀紀
    • 学会等名
      第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2008-08-07
  • [学会発表] 胃酸分泌細胞の膜マイクロドメインの構成と機能2008

    • 著者名/発表者名
      酒井秀紀
    • 学会等名
      自然科学研究機構生理学研究所研究会
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2008-07-16
  • [学会発表] 胃酸分泌細胞の脂質ラフトにおけるK-Cl共輸送体KCC3aとNa^+, K^+-ATPaseの機能連関2008

    • 著者名/発表者名
      藤井拓人
    • 学会等名
      第3回トランスポーター研究会年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2008-06-08
  • [学会発表] カベオソームとしての胃細管小胞におけるプロトンポンプ活性調節2008

    • 著者名/発表者名
      高橋佑司
    • 学会等名
      第3回トランスポーター研究会年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2008-06-07
  • [備考]

    • URL

      http://www.pha.u-toyama.acjp/phaphyl/index-j.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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