がん細胞の活発な増殖を担うII型ヘキソキナーゼ活性発現機構

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06454599
• Research Institution: University of Tokusihma
• Principal Investigator: 寺田 弘 徳島大学, 薬学部, 教授 (00035544)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠原 康雄 徳島大学, 薬学部, 助教授 (60226157)
• Keywords: II型ヘキソキナーゼ / がん細胞 / エネルギー代謝 / 解糖系 / 転写調節 / 遺伝子発現 / ミトコンドリア

Research Abstract

1.細胞のがん化に伴うII型ヘキソキナーゼの転写レベル亢進の分子機構を解明するために、本遺伝子のプロモーター領域を単離し、その構造解析ならびに転写調節活性の解析を行った.その結果、本遺伝子のがん細胞での転写開始部位を決定することに成功し、その上流領域の転写調節活性の解析から、主として解析した上流領域が、本アイソザイムのがん細胞での高い転写レベル発現を担っていることを明らかにした.
2.がん細胞では4種ヘキソキナーゼアイソザイムのうち、なぜII型アイソザイムが特異的に用いられているのかという問題を解明すべく、本酵素の機能的特性について解析を開始した.その結果、大腸菌を用いた大量発現系の確立に成功し、この系を用いて、グルコキナーゼとのキメラを発現させ、発現させたタンパク質の機能解析を行い、II型アイソザイムを特徴づける一次構造を明らかにした.
3.がん細胞で観察されてきたII型ヘキソキナーゼのミトコンドリアへの結合の生理的意味を明らかにするために、ミトコンドリア結合型ヘキソキナーゼの機能解析を行った.その結果、がん細胞では、ヘキソキナーゼはミトコンドリアに結合し、酸化的リン酸化反応で合成されたATPをミトコンドリア内膜のADP/ATP透過担体から直接受け取り、これを効率よく用いて解糖活性の亢進に寄与していることを見い出した。

Research Products

• [Publications] J. Ichihara et al.: "Nucleotide sequence of the 5´-flanking region of the type II hexoinase gene" Biochim. Biophys. Acta. 1260巻. 365-368 (1995)
• [Publications] E. Majima et al.: "Stabilities of the fluorescent SH-reagent eosin-5-maleimide and its adducts with sulfhydryl compounds" Biochim. Biophys. Acta. 1243巻. 336-342 (1995)
• [Publications] E. Majima et al.: "Translocation of loops regulates transport activity of mitochondrial ADP/ATP carrier deduced from formation of a specific intermolecular disulfide bridge catalyzed by copper-o-phenanthroline" J. Biol. Chem.270巻. 29548-29554 (1995)
• [Publications] 篠原康雄、寺田 弘: "グルコキナーゼ遺伝子の重複融合による高等動物のヘキソキナーゼ遺伝子の形成" 生化学. 67巻. 137-141 (1995)