人体を目標とするH⌒ATPaseの遺伝子構造と機能の研究

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 60440032
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 香川 靖雄 自治医大, 医学部, 教授 (30048962)
• 研究分担者: 石塚 盛雄 中央大学, 工学部, 講師 (50168241) ; 平田 肇 自治医科大学, 医学部第1生化学教室, 講師 (40049052) ; 曽根 のぶ史 自治医科大学, 医学部第1生化学教室, 講師 (20049034) ; 太田 成男 自治医科大学, 医学部第1生化学教室, 助教授 (00125832)
• キーワード: 【H^+】-ATPアーゼ / ATP合成酵素 / 遺伝子操作 / 人工二重膜 / 大量発現 / 部位特異的変異 / 遺伝子の構造

研究概要

1.ATP合成酵素の遺伝子構造を、ヒトならびに好熱菌で明らかにした。人体ATP合成酵素βサブユニットのゲノム遺伝子の構造を明らかにした。エキソンは11からなり、調節部位にはTATAboxはなく、3つのCAATboxがあった。
2.調節部位と思われる構造を外来遺伝子と接合し、培養細胞中で発現させ発現に必要な構造を解析した。
3.ヒト【H^+】-ATPアーゼβサブユニットにおける多形性の存在が制限酵素Pst Iの切断により見い出された。家系調査から、メンデルの法則に従うものであることが証明された。
4.好熱菌【H^+】-ATPアーゼ遺伝子のオペロン構造が明らかになった。オペロン構造はサブユニット遺伝子の配列など大腸菌と基本的には同じであった。
ATP合成酵素の機能を明らかにする目的で次のことを行なった。
5.好熱菌【H^+】-ATPアーゼの各サブユニットを発現ベクターに組み込み、大腸菌に導入し、大量生産させた。さらに大量生産されたα、β、γサブユニットを精製し、活性のあるATPアーゼの再構成に成功した。
6.好熱菌【H^+】-ATPアーゼ、α、βサブユニット遺伝子を部位特異的変異によってアミノ酸を変え、そのアミノ酸の役割を明らかにした。
7.ウシ心臓【H^+】-ATPアーゼを人工二重膜に組み込み、直接【H^+】の流れを測定、オリゴマイシン感受性を確認した。
以上のように研究計画に従って大部分は達成できた。さらに、ヒト遺伝子においては、もう一種類の【H^+】-ATPアーゼβサブユニット遺伝子が存在することを見い出し、その遺伝子の構造と役割を明らかにしようと努めている。

研究成果

• [文献書誌] 平田肇: Journal of Biological Chemistry. 261. 9839-9843 (1986)
• [文献書誌] 香川靖雄: Methods in Enzymology. 162. 1-9 (1986)
• [文献書誌] 香川靖雄: Journal of Biochemistry. 100. 923-934 (1986)
• [文献書誌] Saishu,T.: Biochimica et Biophysica Acta. 867. 97-106 (1986)
• [文献書誌] 太田成男: Journal of Biochemistry. 99. 135-141 (1986)
• [文献書誌] Yohda,M.: Biochimica et Biophysica Acta. 850. 429-435 (1986)
• [文献書誌] 香川靖雄 Editors:Yagi,K;Pullman,B.: "lon Transport through Membranes" Academic Press,Inc.New York,U.S.A., 30(147-162)5 (1986)
• [文献書誌] 柳田豊 Editors:Ragan,I.C.;Cherry,R.J.: "Analysis of Membrane Proteins."Solubilization and purification of mombrane proteins." Chapman and Hall,Inc.London,England., (61-76)441 (1986)