2003 Fiscal Year Annual Research Report

低酸素適応における寄生虫ミトコンドリア特異的呼吸酵素群の生理機能

Research Project

Project/Area Number	13854011
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	北潔東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡邊洋一東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (90323568) 三芳秀人京都大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (20190829) 原田繁春京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (80156504) 網野比佐子東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10323601)
Keywords	ミトコンドリア / 低酸素適応 / 回虫 / 呼吸鎖 / フマル酸還元酵素 / 複合体II / ロドキノン
Research Abstract	われわれは回虫をモデル系として寄生虫における低酸素適応機構の研究を進め、ミトコンドリアのNADH-フマル酸還元系が宿主体内の嫌気的環境で中心的な役割を果している事を明らかにした。その生理的意義は嫌気的グルコース分解系の最終ステップとして、無酸素下でも複合体Iの共役部位を駆動する事によりATPを合成できる点にある。そこで本研究ではNADH-フマル酸還元系の分子構築とその生理機能の特徴を明らかにする目的で、回虫成虫ミトコンドリアおよび自由生活性線虫Caenorhabditis elegansを用い、研究を進めている。本年度は以下の3点についての成果を得た。 1.複合体I(NADH-ユビキノン還元酵素)について:昨年度の成果をふまえ、回虫成虫ミトコンドリアを用いて複合体Iのさらに詳細な酵素学的解析を行った。新規の複合体I阻害剤の中で特に作用の特異的なキナゾリン系化合物を用いた阻害機構の検討から回虫成虫複合体Iが低電位キノンであるロドキノンを特異的に認識している事が明らかになった。 2.複合体II(ロドキノール-フマル酸還元酵素;RQQFR)について:回虫成虫ミトコンドリアを用いてNADH-フマル酸還元活性の阻害剤をスクリーニングしたところ、極めて低濃度で阻害効果を示すアトペニンを見い出した。構成成分である複合体Iおよび複合体IIに対する阻害を調べた結果、アトペニンは複合体IIを特異的に阻害している事が判った。 3.低酸素適応機構について:回虫はその生活環において酸素分圧の大きく異なる環境に適応し、エネルギー代謝の恒常性を維持している。その制御機構を明らかにする目的でヒトなどで明らかになりつつあるHIF(hypoxia inducible factor)の関与を検討した。その結果、HIFの構成成分のひとつであるHIF-1βの存在を見い出し、実際にそのcDNAをクローニングする事ができた。そして、少なくとも成虫筋肉において発現している事が明らかになった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Palacpac, N.M. et al.: "Developmental stage-specific triacylglycerol biosynthesis, degradation and trafficking as lipid bodies in Plasmodium falciparum-infected erythrocyte"J.Cell Sci.. (in press). (2004)
[Publications] 鈴木高史 et al.: "Direct evidence for cyanide insensitive quinol oxidase (alternative oxidase) in apicomplexan parasite Cryptosporidium parvum : Phylogenetic and Therapeutic Implication"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 313. 1044-1052 (2004)
[Publications] 山下哲生 et al.: "Rhodoquinone reaction site of mitochondrial complex I, in parasitic helminth, Ascaris suum"Biochem Biophys.Acta. 1608. 97-103 (2004)
[Publications] 冨塚江利子 et al.: "Direct evidence for expression of Type II flavoprotein subunit in human complex II (succinate-ubiquinone reductase)"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 311. 774-779 (2003)
[Publications] 冨塚江利子 et al.: "Direct evidence for two distinct forms of the flavoprotein subunit of human mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone reductase)"J.Biochem.. 134. 191-195 (2003)
[Publications] 北潔 et al.: "Parasite mitochondria as a drug target : diversity and dynamic changes during the life cycle"Curr.Med.Chem.. 10. 1241-1253 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

低酸素適応における寄生虫ミトコンドリア特異的呼吸酵素群の生理機能

Principal Investigator

北 潔 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)

Research Products

[Publications] Palacpac, N.M. et al.: "Developmental stage-specific triacylglycerol biosynthesis, degradation and trafficking as lipid bodies in Plasmodium falciparum-infected erythrocyte"J.Cell Sci.. (in press). (2004)

[Publications] 鈴木 高史 et al.: "Direct evidence for cyanide insensitive quinol oxidase (alternative oxidase) in apicomplexan parasite Cryptosporidium parvum : Phylogenetic and Therapeutic Implication"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 313. 1044-1052 (2004)

[Publications] 山下 哲生 et al.: "Rhodoquinone reaction site of mitochondrial complex I, in parasitic helminth, Ascaris suum"Biochem Biophys.Acta. 1608. 97-103 (2004)

[Publications] 冨塚 江利子 et al.: "Direct evidence for expression of Type II flavoprotein subunit in human complex II (succinate-ubiquinone reductase)"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 311. 774-779 (2003)

[Publications] 冨塚 江利子 et al.: "Direct evidence for two distinct forms of the flavoprotein subunit of human mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone reductase)"J.Biochem.. 134. 191-195 (2003)

[Publications] 北 潔 et al.: "Parasite mitochondria as a drug target : diversity and dynamic changes during the life cycle"Curr.Med.Chem.. 10. 1241-1253 (2003)

北潔東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)

[Publications] 鈴木高史 et al.: "Direct evidence for cyanide insensitive quinol oxidase (alternative oxidase) in apicomplexan parasite Cryptosporidium parvum : Phylogenetic and Therapeutic Implication"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 313. 1044-1052 (2004)

[Publications] 山下哲生 et al.: "Rhodoquinone reaction site of mitochondrial complex I, in parasitic helminth, Ascaris suum"Biochem Biophys.Acta. 1608. 97-103 (2004)

[Publications] 冨塚江利子 et al.: "Direct evidence for expression of Type II flavoprotein subunit in human complex II (succinate-ubiquinone reductase)"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 311. 774-779 (2003)

[Publications] 冨塚江利子 et al.: "Direct evidence for two distinct forms of the flavoprotein subunit of human mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone reductase)"J.Biochem.. 134. 191-195 (2003)

[Publications] 北潔 et al.: "Parasite mitochondria as a drug target : diversity and dynamic changes during the life cycle"Curr.Med.Chem.. 10. 1241-1253 (2003)