ATP結合蛋白質によるシグナル伝達機構の解明

申請者らは膵β細胞のATP感受性K(K_<ATP>)チャネルがKir6.2とABC蛋白ファミリーに属するスルホニル尿素(SU)受容体SUR1の2つのサブユニットの複合体であること(Inagaki,et al.Science 270:1166,1995)、さらに心筋・骨格筋のK_<ATP>チャネルがKir6.2スルホニル尿素受容体とSUR2の複合体であることを明らかにした(Inagaki et al.,Neuron 16:1011,1996)。平成9年度には、これらのKir6.2とSURの両サブユニットのストイキオメトリーについて検討を加え、膵β細胞のK_<ATP>チャネルがKir6.2とSUR1のヘテロ8量体の構造をとる可能性を示した(Inagaki et al.FEBS Lett.409:232,1997)。次に、K_<ATP>チャネルのATP/ADPシグナルによる調節機構を解明する目的で、SUR1の2つのヌクレオチド結合ドメイン(NBF-1,-2)に対するATPの結合をフォトラベル法を用いて検討した。その結果、ATPがNBF-1に高親和性に結合すること、MgADPがNBF-2に作用することによってATPのNBF-1に対する結合を阻害することが明らかとなった。(Ueda et al.,J.Biol.Chem.272:22983,1997)。さらに、Kir6.2のdominant negative fromを過剰発現させ膵β細胞のK_<ATP>チャネルの機能を破壊したトランスジェニックマウスを作成し、このマウスは新生児期には膵ラ氏島の形態は正常でむしろ低血糖を呈するものの、その後次第に膵β細胞のアポトーシスが起こり糖尿病を発症することを報告し、K_<ATP>チャネルが糖尿病の発症に重要であるだけでなく膵ラ氏島の発生・分化にも重要であることを明らかにした(Miki,T.,et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:11969,1997)。

申請者らは膵β細胞のATP感受性K(K_<ATP>)チャネルがKir6.2とABC蛋白ファミリーに属するスルホニル尿素(SU)受容体SUR1の2つのサブユニットの複合体であること(Inagaki,et al.Science 270:1166,1995)、さらに心筋・骨格筋のK_<ATP>チャネルがKir6.2スルホニル尿素受容体とSUR2の複合体であることを明らかにした(Inagaki et al.,Neuron 16:1011,1996)。平成9年度には、これらのKir6.2とSURの両サブユニットのストイキオメトリーについて検討を加え、膵β細胞のK_<ATP>チャネルがKir6.2とSUR1のヘテロ8量体の構造をとる可能性を示した(Inagaki et al.FEBS Lett.409:232,1997)。次に、K_<ATP>チャネルのATP/ADPシグナルによる調節機構を解明する目的で、SUR1の2つのヌクレオチド結合ドメイン(NBF-1,-2)に対するATPの結合をフォトラベル法を用いて検討した。その結果、ATPがNBF-1に高親和性に結合すること、MgADPがNBF-2に作用することによってATPのNBF-1に対する結合を阻害することが明らかとなった。(Ueda et al.,J.Biol.Chem.272:22983,1997)。さらに、Kir6.2のdominant negative fromを過剰発現させ膵β細胞のK_<ATP>チャネルの機能を破壊したトランスジェニックマウスを作成し、このマウスは新生児期には膵ラ氏島の形態は正常でむしろ低血糖を呈するものの、その後次第に膵β細胞のアポトーシスが起こり糖尿病を発症することを報告し、K_<ATP>チャネルが糖尿病の発症に重要であるだけでなく膵ラ氏島の発生・分化にも重要であることを明らかにした(Miki,T.,et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,94:11969,1997)。