側底模型ペプチドトランスポータの遺伝子クローニングと薬物動態制御における役割解明

基底外侧模型肽转运蛋白的基因克隆及其在药代动力学调节中的作用的阐明

• 批准号: 02J01796
• 负责人: 入江 めぐみ
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01796/
• 关键词: 小腸上皮細胞; ペプチドトランスポータ; pH依存性; シミュレーション; 機能特性; Stoichiometry; 輸送メカニズム; 消化管吸収; 側底膜; 経細胞輸送; クローニング

小腸上皮細胞の刷子縁膜に発現するペプチドトランスポータ1(PEPT1)は、H^+勾配を駆動力として小分子ペプチドやペプチド類似薬物の輸送を媒介し、生理学的、薬物動態学的に重要な役割を担っている。本研究では、分子機能のコンピュータシミュレーションを活用し、PEPT1の種々輸送特性を規定する詳細な輸送メカニズムの解明を試みた。PEPT1を介した[^3H]glycylsarcosine(Gly-Sar)取り込みはpH5.5に最大値をとるベル型のpHプロファイルを示すのに対し、ceftibuten取り込みはpHの低下と共に増加した。取り込み実験に用いた範囲のpHにおいて、Gly-Sarは91%以上が電気的に中性であるのに対し、ceftibutenはアニオンとして存在することが分かった。さらに、Gly-SarのKm値はpH5.5で最小値を示し、pH5.0で上昇したが、ceftibutenのKm値はpHと共に低下した。これらの結果と文献情報に基づき、H^+はH^+結合部位だけでなく基質認識部位にも結合し、基質結合に影響を及ぼすこと、またその影響は基質のチャージによって異なることが推察された。推測したメカニズムをもとに14状態モデルを導き、PEPT1機能のシミュレータを構築した。その結果、Gly-Sar輸送の濃度依存性やpH依存性、膜電位依存性が再現できることが明らかとなった。さらに、ceftibutenやチャージを有するジペプチドの輸送特性もシミュレート出来たことから、推測した輸送メカニズムの妥当性が示唆された。本研究成果は、PEPT1の機能特性を包括的に表す輸送メカニズムを初めて提唱したものであり、前年度までに構築したGly-Sar経細胞輸送モデルに本PEPT1モデルを組み込むことによって、細胞外pHの変化などの細胞環境の変動にも対応し得る経上皮輸送予測システムへと発展できると考えられる。

Small intestinal epithelial cells の brush try membrane に 発 now す る ペ プ チ ド ト ラ ン ス ポ ー タ (PEPT1) は, H ^ 1 + hook with を 駆 power と し て small molecule ペ プ チ ド や ペ プ チ ド similar 薬 の conveying medium of を し, physiology, 薬 material dynamics of important な に "を cut bear っ て い る. This study で は, molecular functional の コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を appropriate し, PEPT1 の 々 conveying property を rules す る detailed な conveying メ カ ニ ズ ム の interpret を try み た. PEPT1 を interface し た [^ 3 h] glycylsarcosine (Gly - Sar) take り 込 み は pH5.5 に nt biggest を と る ベ ル type の pH プ ロ フ ァ イ ル を shown す の に し seaborne, ceftibuten り 込 み は low pH の と に raised total plus し た. Take り 込 み be 験 に with い た van 囲 の pH に お い て, Gly - more than 91% of Sar は が electric 気 に neutral で あ る の に し, seaborne ceftibuten は ア ニ オ ン と し て exist す る こ と が points か っ た. さ ら に, Gly - Sar の Km numerical は pH5.5 で minimum numerical を し, pH5.0 で rise し た が, ceftibuten の Km numerical は low pH と altogether に し た. こ れ ら の results document information に と づ き, H ^ ^ + + は H combining site だ け で な く matrix know parts に も combining し, matrix and に influence を and ぼ す こ と, ま た そ の influence は matrix の チ ャ ー ジ に よ っ て different な る こ と が push examine さ れ た. It is speculated that the state of たメカニズムを たメカニズムを とに14 leads to たメカニズムを and the function of PEPT1 is <s:1> シ ュレ ュレ タを タを タを to construct た. そ の results, Gly - Sar conveying の pH dependence, concentration dependence や membrane potential dependency が reappearance で き る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, ceftibuten や チ ャ ー ジ を have す る ジ ペ プ チ ド の transportation も シ ミ ュ レ ー ト out た こ と か ら, conjecture し た conveying メ カ ニ ズ ム の justice が in stopping さ れ た. This study results は, PEPT1 の function features を including に table す conveying メ カ ニ ズ ム を early め て mention sing し た も の で あ り, former annual ま で に build し た Gly - Sar 経 cells conveying モ デ ル に this PEPT1 モ デ ル を group み 込 む こ と に よ っ て, extracellular pH の variations change な ど の cell environment の - move に も 応 seaborne し must る 経 epithelium Transport pretest システムへと development で ると ると test えられる.

项目成果

Pan, X.: "Diurnal rhythm of H^+-peptide contransporter in rat small intestine"American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver Physiology. 283-1. G57-G64 (2002)

Pan，X.：“大鼠小肠中H^-肽同转运蛋白的昼夜节律”美国生理学胃肠道和肝脏生理学杂志。

Terada T.: "Genetic variant Arg57His in human H^+/peptide cotransporter 2 causes a complete loss of transport function"Biochemical and Biophysical Research Communications. 316・2. 416-420 (2004)

Terada T.：“人类 H^+/肽协同转运蛋白 2 中的基因变异 Arg57His 导致转运功能完全丧失”《生物化学和生物物理研究通讯》316・2（2004）。

Efflux properties of basolateral peptide transporter in human intestinal cell line Caco-2

• DOI: 10.1007/s00424-004-1326-x
• 发表时间: 2004-11-01
• 期刊: PFLUGERS ARCHIV-EUROPEAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.5
• 作者: Irie, M;Terada, T;Inui, K
• 通讯作者: Inui, K