真核細胞ピルビン酸脱水素酵素の生合成・構造形成・活性発現の遺伝子制御

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63580156
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 小池 正彦 長崎大学, 医学部, 教授 (10039521)
• 研究分担者: 浦田 芳重 長崎大学, 医学部, 助手 (30185087) ; 小池 吉子 長崎大学, 医学部, 助教授 (80039619)
• キーワード: ピルビン酸脱水素酵素 / ヒト / 遺伝子 / 生合成 / 構造形成 / 機能発現

研究概要

生細胞ミトコンドリア(Mt)の主要呼吸燃料であるピルビン酸の酸化的脱炭酸分解反応を触媒するピルビン酸脱水素酵素複合体を構成する3種類の成分酵素は、核DNAにコ-ドされた前駆体としてサイトゾ-ルで生合成された後、Mtに輸送され、プロセッシングをうけ、活性発現しているものと推定されている。本研究は、複合体の第一成分でTPPを補酵素とし、α_2β_2サブユニット(鎖)構造をもつピルビン酸脱水素酵素(PDH)を中心に全容解明を意図した。
我我がクロ-ニング・塩基配列決定したヒトPDHα、β鎖cDNAをプロ-ブとして、ヒト白血球ゲノムライブラリ-からPDHα、β鎖遺伝子をクロ-ニングし、その全塩基配列を決定した。
(1)ヒトPDHα鎖遺伝子-全長17kbに及ぶ2個のクロ-ンを得、全塩基配列を決定した。本遺伝子は、11のエクソンから成り、イントロン/エクソン境界は全てGT/AG則に従っていた。我我の包皮線維芽細胞ライブラリ-由来cDNAは、他のグル-プの胎児肝、ヘパト-マ、肝由来cDNAに比べ93bpが欠失していたが、この93bpは本遺伝子のエクソン6として存在していることが明白となり、我我のcDNAは、何らかのスプライシングの異常が起り、この93bpが欠失したものと推定した。転写開始点はプライマ-伸長法により、翻訳開始点より124bp上流のチミンと推定した。プロモ-タ-領域にはCAAT box、TATA様box、2つのSp1結合領域が認められた。
(2)ヒトPDHβ鎖遺伝子-18kbの1個のクロ-ンを単離し、その全塩基配列を決定した。本遺伝子は10のエクソンからなり、イントロン/エクソン境界は全てGT/AG則に従っており、転写開始点は翻訳開始点より132bp上流のアデニンと推定した。
今後、得られた結果を基に各遺伝子の発現機構を明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Masahiko Koike: "Molecular cloning of cDNAs for α and β subunits of human pyruvate dehydrogenase" Annals New York Academy of Sciences. 573. 100-112 (1989)
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata: "Chronic Acidemia due to Pyruvate dehydrogenase deficiency in pyruvate dehydrogenase complex,with evidence of abnormalities of α-and β-subunits of the enzyme" Annals New York Academy of Sciences. 573. 450-452 (1989)
• [文献書誌] 小池吉子,浦田芳重,小池正彦: "ヒトピルビン酸脱水素酵素αサブユニット遺伝子の単離と構造解析" 生化学. 61. 842 (1989)
• [文献書誌] 浦田芳重,石橋大海,小池吉子,小池正彦: "原発性胆汁性肝硬変症の自己抗原一次構造と簡易診断法の開発" 生化学. 61. 914 (1989)
• [文献書誌] 浦田芳重,小池吉子,小池正彦: "ヒトピルビン酸脱水素酵素αサブユニットの一次構造の比較生化学" 生化学. 61. 1139 (1989)
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Sachiko Matsuo,Masahiko Koike: "Characterization and nucleotide sequence of human pyruvate dehydrogenase α subunit gene" Gene.
• [文献書誌] Kichiko Koike,Yoshishige Urata,Masahiko Koike: "Molecular cloning and characterization of human pyruvate dehydrogenase β subunit" Proceeding of National Academy of Sciences of the United States of America.