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2008 年度 実績報告書

ポリアミン輸送蛋白質及びNMDA受容体の分子解剖と活性構造相関

研究課題

研究課題/領域番号 20590066
研究機関千葉科学大学

研究代表者

柏木 敬子  千葉科学大学, 薬学部, 教授 (80169424)

キーワードポリアミン / スペルミジン / スペルミン / ポリアミン輸送 / NMDA受容体 / 排出蛋白質 / R domain / イフェンプロジル
研究概要

1.酵母で5種のポリアミン排出蛋白質(TPO1〜5)を同定したが、大腸菌では未同定であった。大腸菌でこれまで33種の薬物排出蛋白質が同定されているが、この中でポリアミンのうちのスペルミジンを排出できる蛋白質が存在するかどうか検討したところ、MdtJI蛋白質がスペルミジンを排出することが明らかとなった。また、mdtJI mRNAはスペルミジンにより発現量が上昇することが明らかとなった。
2.脳機能に重要な役割を果たすグルタミン酸受容体の一種であるNMDA受容体は、スペルミンにより脱分極時の活性促進、静止時のチャネルブロック作用と二面的に調節されている。チャネル形成領域のどの部分が活性促進及びチャネルブロック作用に関わっているかを、部位特異的変位導入により100種以上の変異体を作製し検討した。その結果、スペルミンによる活性促進にはNR1受容体のM2ループ及びM3領域並びにNR2受容体のM3領域が関与していた。また、チャネルブロック作用には、NR2受容体のM2ループ及びM1、M3領域が主として関与していた。すなわち、NR1とNR2受容体はチャネル中で非対称構造をとっていることが明らかとなった。
3.NMDA受容体の活性化に関わるスペルミン結合部位は、N末端側に存在している。この部位を調節領域(R-domain)と命名し、この約350アミノ酸残基から成るR-domainを大腸菌で発現させ、3種の精製R-domain(NR1-R、NR2A-R及びNR2B-R)を得た。これらR-domainへのスペルミン、脳機能改善薬イフェンプロジルの結合能を測定した。その結果、スペルミンはNR1-R、NR2A-R及びNR2B-Rに結合し、その強さはNR1-R>NR2B-R>NR2A-Rであった。イフェンプロジルはNR1-RとNR2B-Rに結合したが、NR2A-Rには結合しなかった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of a spermidine excretion protein complex (MdtJI) in Escherichia coli.2008

    • 著者名/発表者名
      Higashi, K., et al.
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 190

      ページ: 872-878

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The pore region of N-methyl-D-aspartate receptors differentially influences stimulation and block by sperimine.2008

    • 著者名/発表者名
      Jin, L., et al.
    • 雑誌名

      J. Pharmacol. Exp. Ther. 327

      ページ: 68-77

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding of spermine and ifenprodil to a purified, soluble regulatory domain of the N-methy1-D-aspartate receptor.2008

    • 著者名/発表者名
      Han, X., et al.
    • 雑誌名

      J. Neurochem. 107

      ページ: 1566-1577

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective structural change of bulged-out region of double-stranded RNA containing bulged nucleotides by spermidine.2008

    • 著者名/発表者名
      Higashi, K., et al.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun. 370

      ページ: 572-577

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential effects of linear and cyclic polyamines on NMDA receptor activities.2008

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

      Neurochem. In 53

      ページ: 38-44

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective structural change by spermidine of the bulged-out region of double-stranded RNA and its effect on RNA function.2008

    • 著者名/発表者名
      Higashi, K., et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 283

      ページ: 32989-32994

    • 査読あり
  • [学会発表] Polyamine modulon in Escherichia coli and eukaryotic cells.2008

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi, K., et al.
    • 学会等名
      Polyamines : Forty years of mammalian ornithine decarboxylase
    • 発表場所
      Kuopio, Finland
    • 年月日
      2008-06-28

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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