一回の膜貫通領域をもつアミノ酸輸送担体の分子構造および機能解析

单跨膜区氨基酸转运蛋白的分子结构和功能分析

• 批准号: 07276227
• 负责人: 宮本 賢一
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07276227/
• 关键词: アミノ酸; 輸送担体; シスチン尿症; 遺伝子解析

シスチン尿症は、二塩基性アミノ酸輸送システムの先天的な欠損による疾患である。最近、塩基性アミノ酸輸送担体遺伝子(rBAT)の異常がシスチン尿症の原因であることが報告された。しかし、rBAT遺伝子より推定される蛋白は、膜貫通領域が1回という特殊な構造をもち、新しいタイプの輸送担体と考えられる。本研究では、このような膜貫通1回の蛋白がどのようにしてアミノ酸輸送担体として機能するのかを調べる目的で、各種欠損rBATを作成し機能解析を行った。さらに、日本人シスチン尿症患者におけるrBAT遺伝子解析を行い変異部位を同定し、機能的に重要なアミノ酸を調べた。ヒトrBATはC-末端に他の蛋白と二量体を形成するロイシンジッパーモチーフを有している。そこで各種C-末端欠損rBAT cRNAを作成し、卵母細胞に注入し機能発現を調べた。その結果、C-末端欠損(Δ511-685)rBATはwild typeの注入時に見られる中性および塩基性アミノ酸輸送システムb^<0,+>に対応する輸送特性を示さず、Naイオン存在下にのみ中性アミノ酸により阻害されるy^+システムの促進が観察された。y^+輸送システムをコードする遺伝子(CAT-1,2)は、すでにクローニングされており14回の膜貫領域をもつことが知られているが、CAT-1,2とC-末端欠損(Δ511-685)rBATの間にホモロジーは見られない。以上の結果は、C-末端欠損(Δ511-685)rBATはwild type rBATがコードする輸送システムではなく、他の輸送システムを促進することのできる、活性調節蛋白として機能できることが明らかとなった。つまり、C-末端に存在するロイオシンジッパーモチーフを除くことで、活性調節蛋白としての特異性が変化するものと考えられる。また、電気生理学特性を検討した結果、rBATをアフリカツメガエル卵母細胞で発現させ機能解析を行うと、ナトリウム非依存性に中性および塩基性アミノ酸の取り込み活性が促進させる。ところがこれらの輸送は起電正であり、静止膜電位付近で測定すると、細胞外に中性アミノ酸が存在すると外向き電流が、塩基性アミノ酸が細胞外に存在すると内向き電流が流れ、直線的な電流-電圧関係が見られ、rBATは中性アミノ酸と塩基性アミノ酸を1:1に交換輸送するイオンチャネルの様な輸送システムを活性化していた。一方、C-末端欠損(Δ511-685)rBATでは塩基性アミノ酸のみに内向き電流が流れる特性より、y^+輸送システムが促進されていることが明らかになった。

The congenital impairment of urinary tract diseases and dibasic acid transport systems is a major problem. Recently, the cause of abnormal urinary tract diseases due to basic acid transporter (rBAT) has been reported. The protein and membrane penetration domains are estimated to be unique in structure and novel in transport carriers. In this study, we analyzed the function of various kinds of deficient rBAT for the purpose of regulating the function of acid transporter. In Japan, the rBAT gene is analyzed in different parts of the body, and the function of the rBAT gene is regulated. rBAT is a C-terminal protein dimer. A variety of C-terminal defective rBAT cRNAs are produced and injected into oocytes to regulate functional development. As a result, the transport characteristics of the neutral and basic aminophenol transport systems b^<0,+> observed during injection of the C-terminal underloss (Δ511-685)rBAT and wild type rBAT are shown, and the promotion of the y^+ systems is observed due to the inhibition of the neutral aminophenol in the presence of Na ion. y^+ transport mode: C-terminal loss (Δ511-685): CAT-1,2: 14 loop membrane penetration field: CAT-1,2: 14 loop membrane penetration field: 14 loop penetration field: 14 loop membrane penetration field: 14 loop membrane penetration field: 14 loop penetration field: 14 These results indicate that C-terminal deficiency (Δ511-685)rBAT is a wild type of rBAT, and its transport system is promoted by other transport systems. The presence of a protein at the C-terminus of a protein is a factor in determining the specificity of the protein. Results of electrophysiological characterization, functional analysis of rBAT oocyte development, and its independence, neutrality, and basic acid selection activity are discussed. The transport of neutral acids and basic acids in extracellular medium was determined by static membrane potential. The transport of neutral acids and basic acids in extracellular medium was determined by outward current and inward current. The linear current-voltage relationship was observed. The transport of neutral acids and basic acids in rBAT was determined by 1:1 exchange. A square, C-terminal deficit (Δ511-685)rBAT is a fundamental loss of acid and inward current.

项目成果

Miyamoto, K et al.: "Sequence, tissue distribution and developmental changes in rat intestinal oligopeptide transporter" Biochimica et Biophysica Acta. (in press).

Miyamoto, K 等人：“大鼠肠道寡肽转运蛋白的序列、组织分布和发育变化”Biochimica et Biophysica Acta。

Segawa, H et al.: "Mutation of the basic amino acid transporter gene." Digestion and Absorption. (in press).

Sekawa, H 等人：“碱性氨基酸转运蛋白基因的突变。”

Miyamoto, K et al.: "Mutation of the basic amino acid transporter gene associated with cystinuria." Biocemical Journal. 310. 951-955 (1995)

Miyamoto, K 等人：“与胱氨酸尿症相关的碱性氨基酸转运蛋白基因的突变。”

Hisano, S et al.: "The basic amino acid transporter (rBAT) -like immunoreactivity in paraventicular and supraoptic magnocellular neuros of the rat hypothalamus." Brain Research. (in press).

Hisano, S 等人：“大鼠下丘脑室旁和视上大细胞神经元中的碱性氨基酸转运蛋白 (rBAT) 样免疫反应性。”