動物におけるペントースリン酸副経路の同定

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23790122
• 研究機関: 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)
• 研究代表者: 近藤 嘉高 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20507397)
• キーワード: 代謝 / 生化学 / 酵素 / 動物 / ペントースリン酸経路 / グルコン酸キナーゼ

研究概要

[目的]ペントースリン酸経路は、グルコース6-リン酸をグルコノラクトン6-リン酸、グルコン酸6-リン酸を経て、グリセルアルデヒド3-リン酸に代謝し、NADPHおよび核酸原料の供給を担う。細菌類では、グルコースからグルコノラクトン、グルコン酸を経て、グルコン酸6-リン酸に至る副経路が知られている。しかし、動物において副経路が存在するかどうかは不明である。そこで、ヒトおよびマウスにおいてグルコン酸をグルコン酸6-リン酸にリン酸化するグルコン酸キナーゼの同定を試みた。
[方法・結果]NCBIのBLAST検索の結果、細菌Pseudomonas putida KT2440におけるグルコン酸キナーゼ遺伝子のアミノ酸配列は、ヒトおよびマウスにおける候補遺伝子（GenBank accession no.NM_001001551およびNM_198004）のアミノ酸配列とそれぞれ70%および69%の相同性を示した。候補遺伝子は、ヒトおよびマウスの肝臓からmRNAを抽出後、cDNAライブラリーよりクローニングした。N末端に6×Hisを融合した組換えタンパク質は、候補遺伝子をpColdIIベクターに組換えて大腸菌に形質転換した後、15℃で24時間培養して大量発現させた。可溶性分画に発現が認められたので、Ni-NTA agaroseカラムおよびDEAE-Sephacelカラムを用いて純度95%以上に精製した。精製したヒトおよびマウスの6×His融合組換えタンパク質は、グルコン酸キナーゼ活性が認められた。
[結論]動物におけるペントースリン酸副経路の存在が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Leprdb/db mice with senescence marker protein-30 knockout (Leprdb/dbSmp30Y/-) exhibit increases in small dense-LDL and severe fatty liver despite being fed a standard diet. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo Y., Hasegawa G., Okada H., Senmaru T., Fukui M., Nakamura N., Sawada M., Kitawaki J., Okanoue T., Kishimoto Y., Amano A., Maruyama N., Obayashi H. and Ishigami A.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(6) ページ: e65698
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0065698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Senescence marker protein-30 (SMP30)/ gluconolactonase (GNL) expression in the mouse ovary during gestation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kagami Y., Kondo Y., Handa S., Maruyama N. and Ishigami A.
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull. 巻: 36(12) ページ: 2005-2008
  • DOI: 10.1248/bpb.b13-00309
  • 査読あり
• [学会発表] Senescence marker protein-30 deficiency accelerates diabetic renal injury through tubulointerstitial fibrosis in a mouse model of type 1 diabetes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okada H., Senmaru T., Kondo Y., Ishigami A., Obayashi H., Asano M., Yamazaki M., Fukui M., Hasegawa G. and Nakamura N.
  • 学会等名: 73th annual meeting and scientific sessions of American Diabetes Association
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 20130621-20130625
• [学会発表] Senescence Marker Protein-30欠乏は尿細管間質線維化により糖尿病腎症進展に関与する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田博史、千丸貴史、石神昭人、近藤嘉高、尾林博、浅野麻衣、山崎真裕、福井道明、長谷川剛二、中村直登
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20130516-20130518
• [学会発表] ペントースリン酸副経路で働くヒトおよびマウスにおけるグルコン酸キナーゼの同定.
  • 著者名/発表者名: 近藤嘉高、半田節子、丸山直記、石神昭人
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] SMP30を欠損したLeprdb/dbマウスはsmall dense LDLが高く脂肪肝を呈する．
  • 著者名/発表者名: 近藤嘉高、長谷川剛二、千丸貴史、福井道明、中村直登、丸山直記、尾林博、石神昭人
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] SMP30を欠損したLeprdb/dbマウス（Leprdb/dbSmp30Y/-）では通常食にもかかわらず、small dense LDLの増加と脂肪肝（炎）を呈する．
  • 著者名/発表者名: 三橋一輝、千丸貴史、福井道明、長谷川剛二、中村直登、近藤嘉高、丸山直記、石神昭人
  • 学会等名: 第25回分子糖尿病学シンポジウム
  • 発表場所: 豊中
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.aging-regulation.jp/
• [備考] 東京都健康長寿医療センター研究所 分子老化制御
  • URL: http://www.tmghig.jp/J_TMIG/kenkyu/team/bunshiroukaseigyo.html