Molecular mechanism of sugar-sensing in the body

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本研究では、動物の体内糖センサーとして機能している複数の分子の糖受容機構を電気生理学的、構造的に解析し、動物の摂食行動制御の解明、糖尿病治療への応用や新規の甘味物質の開発へつなげる。その中で香川大学を中心に研究が進められている複数の希少糖も解析に用い、これらの糖の新たな生理作用の解明や利用にも広げていく。今年度は糖センサー分子の中で以下の2種類についてアフリカツメガエル卵母細胞を用いて電気生理学的解析を行った。SGLT3； SGLTは一般的に糖とナトリウムが結合してそれぞれを膜輸送するタンパク質である。しかし哺乳類由来SGLT3は糖とナトリウムが結合し、糖は輸送せずナトリウムのみを輸送して電流を生じる。このことから体内では神経系などで糖センサーとして機能し、行動や食欲を制御していると考えられている。SGLT3と糖の結合様式を分子レベルで理解し、その働きを制御できれば、医療や健康分野への応用につながっていく。今年度は、まずヒトSGLT3の8種類のアルドヘキソースによる電流を解析した。その結果D-グルコースにより電流を生じるが他の糖による電流は観察されなかった。BmGr-9；BmGr-9はカイコ由来のD-フラクトースに応答する4量体型陽イオンチャネルで、D-フラクトースのセンサーと考えられている。その分子基盤の解析は新規分子ツールの開発、環境分野への利用につながる。解析の結果、D-フラクトース添加によりイオン電流が観察され、この電流は他の糖を同時に添加することで阻害された。この阻害効果はL-ソルボースで最も強く、他の六単糖や糖アナログによっても観察された。また糖結合部位、イオンポアを形成するアミノ酸における変異体を作製した。それらの解析からこのチャネルの機能において重要な役割を果たすアミノ酸を複数同定した。