糖輸送担体サブタイプのキメラを用いた膜蛋白の細胞内選別輸送機構の解析

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細胞膜での糖取り込みを介在する膜蛋白であるグルコーストランスポーター(糖輸送担体)には、グルコースに対する親和性、輸送のVmax、組織分布、さらには細胞内分布も異なった少なくとも5種類のアイソフォームが存在する。これらのアイソフォームは構造がきわめて類似しているにもかかわらず、その細胞内分布は異なっており、GLUT1やGLUT3は発現後、細胞膜へターゲテイングされ、糖取り込み活性の上昇にあずかるが、GLUT4は細胞内にターゲテイングされ、インスリンなどの刺激によって細胞膜へトランスローケートすることによって糖取り込み活性の上昇を引き起こす。そこで、これらアイソフォーム間のGLUT1とGLUT4の細胞内選別機構の解析のため、GLUT1とGLUT4の間で様々なキメラ糖輸送担体のcDNAを作製し、CHO細胞に発現ベクターと共に導入発現させ、細胞内分布を免疫組織学解析および糖取り込み活性の測定を行った。その結果、GLUT1のN末端部位だけではなく、GLUT1のアミノ酸残基79-128とアミノ酸残基300-327の部位が細胞膜への発現に重要であった。また、膜貫通部位1と2の間に存在するアルギニンを他のアミノ酸に変異させると糖鎖が欠如した糖輸送担体が発現されたが、この変異糖輸送担体では細胞膜へのターゲッテイングが障害され、細胞内での崩壊が促進された。