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2012 年度 実績報告書

生理活性脂質によるトランスポータ・チャネルの制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22659046
研究機関独立行政法人国立循環器病研究センター

研究代表者

若林 繁夫  独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (70158583)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード生体膜 / チャネル / トランスポータ / 受容体 / 細胞内シグナル伝達
研究概要

Na+/H+交換輸送体(NHE1)の活性制御にはフォスファチジルイノシトール-2リン酸(PIP2)結合ドメインを含む膜直下領域が重要である。本研究課題前までの研究によって、NHE1はこの脂質結合ドメイン(LID)がdiacylglycerolやphorbol esterと直接結合することよって活性調節を受けることが示唆された。そこで、本研究では、①NHE1の活性化を阻害する薬物の同定、②NHE1がATPによって制御される機構について、研究を進めた。
①NHE1の活性化を阻害する薬物の同定。staurosporineやphorbol esterの化学構造に基づいてインシリコバーチャルスクリーニングを行い、市販の化合物から可能性のあるものをピックアップしたのち、実際にNHE1活性化をブロックするかどうかを検証した。その結果、staurosporineに代表されるようなインドロカルバゾール環骨格を有する化合物のみがNHE1の活性化を阻害することが判明した。また、プロテインキナーゼC(PKC)を阻害する薬物の多くが、NHE1の活性化を阻害しないことが判明し、活性化がPKCを介するものではないという私達の仮説を支持した。NHE1を阻害する化合物はLIDに直接結合することが判明した(論文投稿中)。
②NHE1がATPによって制御される機構。NHE1は二次性能動輸送体であり、ATP加水分解のエネルギーを必要としないが、不思議なことに細胞内ATPが無いと生理的なNHE1活性は失われる。このATP要求性はLIDが関与する可能性がある。SF9細胞よりNHE1を精製したNHE1がazido-[32P]ATPによってATPによって阻害されるような光架橋を受けること、その結合ドメインがLIDであることが判明した。ATPがNHE1の直接的な制御因子であることが示唆された(FEBS J, 2013)。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Regulation of the cardiac Na+/H+ exchanger in health and disease2013

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi, S.
    • 雑誌名

      Journal of Molecullar and Cellullar Cardiology

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2013.02.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence that Na+/H+ exchanger 1 is an ATP-binding protein2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada-Shimizu, N.
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 280 ページ: 1430-1442

    • DOI

      10.1111/febs.12138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and properties of a novel variant of NBC4 (Na+/HCO3- co-transporter 4) that is predominantly expressed in the choroid plexus2013

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, H.
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 450 ページ: 179-187

    • DOI

      10.1042/BJ20121515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decreased surface sialic acid content is a sensitive indicator of muscle damage2013

    • 著者名/発表者名
      Iwata, Y.
    • 雑誌名

      Muscle & Nerve

      巻: 47 ページ: 372-378

    • DOI

      10.1002/mus.23632

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse functions of neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) in excitable cells2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T.Y.
    • 雑誌名

      Trends in Cell & Molecular Biology

      巻: 7 ページ: 99-110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Na+/H+ exchanger 1 directly binds to calcineurin A and activates downstream NFAT signaling, leading to cardiomyocyte hypertrophy2012

    • 著者名/発表者名
      Hisamitsu, T.
    • 雑誌名

      Molecular and Celllar Biology

      巻: 32 ページ: 3265-3280

    • DOI

      10.1128/MCB.00145-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perilipin 5, a lipid droplet-binding protein, protects heart from oxidative burden by sequestering fatty acid from excessive oxidation2012

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto, K.
    • 雑誌名

      Jounal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 23852-23863

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.328708

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of neuronal calcium sensor-1 in the cardiovascular system2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T.Y.
    • 雑誌名

      Trends in Cardiovascular Medicine

      巻: 22 ページ: 12-17

    • DOI

      10.1016/j.tcm

    • 査読あり
  • [学会発表] Na+/H+交換輸送体NHE1はその細胞質領域のPVITID配列に直接結合したカルシニューリンを介して下流のNFAT活性を増幅する2013

    • 著者名/発表者名
      久光 隆
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Evidence that Na+/H+ exchanger 1 is an ATP-binding protein: a possible mechanism for ATP requirement of transport activity2013

    • 著者名/発表者名
      Shimada-Shimizu, N.
    • 学会等名
      Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130122-20130124
  • [学会発表] カルシニューリンB様蛋白質CHP3によるGSK3βの活性調節メカニズムの解明2012

    • 著者名/発表者名
      古林創史
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] Na+/H+交換輸送体によるカルシニューリン-NFATシグナル増幅:結合モチーフPVITID配列の変異解析2012

    • 著者名/発表者名
      久光 隆
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] Na+/H+交換輸送体NHE1の活性調節をブロックする阻害剤の活性-構造相関2012

    • 著者名/発表者名
      嶋田-清水直子
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      20121214-20121216
  • [学会発表] Na+/H+交換輸送体NHE1とカルシニューリンとの直接結合を介する新しい心肥大シグナル増強経路

    • 著者名/発表者名
      久光 隆
    • 学会等名
      近畿生理学談話会
    • 発表場所
      関西医科大学
  • [学会発表] Na+/H+交換輸送体による心肥大カルシウムシグナルの制御

    • 著者名/発表者名
      若林繁夫
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2012
    • 発表場所
      神戸学院大学
    • 招待講演
  • [図書] 循環器病研究の進歩(通巻52号)2012

    • 著者名/発表者名
      西谷(中村)友重
    • 総ページ数
      46-55
    • 出版者
      協和企画
  • [図書] Muscular Dystrophy2012

    • 著者名/発表者名
      Iwata, Y.
    • 総ページ数
      143-158
    • 出版者
      InTech

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公開日: 2014-07-24  

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