細胞内における銅および亜鉛の輸送機構の解明

阐明细胞内铜和锌的转运机制

基本信息

批准号：
10771323
负责人：
小椋康光
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内において銅(Cu)および亜鉛(Zn)の輸送の機構を明らかにすることを目的として、本年度は肝臓内における主要なCu結合蛋白質の同定と、生体内でCuと選択的に反応するキレート剤の効果の検討を行った。昨年度は成熟雄性ラット肝臓可溶性画分中に存在する主要なZn結合蛋白質が炭酸脱水酵素III(CAIII)であることを明らかにしたが、本年度はCu結合蛋白質の同定を行うにあたり、Cu代謝に関与すると考えられる遺伝子の先天性異常や遺伝子改変動物が利用可能なマウスを用いて検討を行った。マウス肝臓中銅結合蛋白質を同定するため、安定同位体標識したCuを肝可溶性画分中に添加したところ、3種の銅結合蛋白質が確認された。そのうち最も存在量が多く、低分子なものについて、同定を行ったところメタロチオネイン(MT)のイソ蛋白質の1つであるMT1であることが明らかとなった。一方、Cu欠乏食でマウスを飼育すると、肝臓内で最も存在量の多いCu結合蛋白質であるCu,Zn-スパーオキシドディスムターゼ(SOD1)に結合するCuの量に変化はないが、MT-1の存在量が増加することが明らかとなり、MT-1がCu欠乏時に細胞内のCuの制御に何らかの役割を果たしているものと考えられる手がかりを得た。選択的Cuキレート剤であるテトラチオモリブデート(TTM)が、細胞内のCuの輸送体であるCuシャペロンと反応しえることを既に報告したが、さらに生体内でCuと反応したTTMの代謝的運命を検討した。生体内でCuと反応したTTMはCuとの複合体を形成するが、生体内でその複合体が分解されることなく、体外へ排泄されることが明らかとなった。つまりTTMと反応したCuをすべて生物学的に利用不可能なCuとなるため、Cuの代謝機構を検討するうえで極めて有用なツールと成り得ることが明らかとなった。

为了阐明细胞内铜 (Cu) 和锌 (Zn) 的转运机制，今年我们将鉴定肝脏中的主要铜结合蛋白以及在体内选择性与铜发生反应的螯合分子。药物。去年，我们发现成年雄性大鼠肝脏可溶性部分中存在的主要锌结合蛋白是碳酸酐酶III（CAIII）。今年，我们将鉴定参与铜代谢的铜结合蛋白。使用具有先天性遗传异常的小鼠，这些异常被认为是造成这种情况的原因，并且可以使用转基因动物。为了鉴定小鼠肝脏中的铜结合蛋白，将稳定同位素标记的铜添加到肝脏可溶性部分中，并鉴定了三种类型的铜结合蛋白。当我们鉴定出最丰富的低分子蛋白时，发现它是 MT1，金属硫蛋白 (MT) 的同工蛋白之一。另一方面，当给小鼠喂食缺乏铜的饮食时，与肝脏中最丰富的铜结合蛋白铜锌超氧化物歧化酶（SOD1）结合的铜量没有变化，但 MT- 1 很明显，丰度增加，我们获得了 MT-1 在铜缺乏期间发挥调节细胞内铜作用的线索。我们已经报道过，四硫代钼酸盐（TTM）是一种选择性铜螯合剂，可以与铜伴侣（我认为是我的命运）发生反应。结果表明，TTM在体内与Cu反应形成与Cu的复合物，但该复合物在体内不被降解并被排出体外。换句话说，所有与 TTM 反应的 Cu 都变成了生物学上不可用的 Cu，这表明它可以成为研究 Cu 代谢机制的极其有用的工具。