グルタミン酸トランスポータファミリーの構造機能相関の解析

谷氨酸转运蛋白家族的结构-功能关系分析

• 批准号: 08268245
• 负责人: 金井 好克
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyorin University
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08268245/
• 关键词: トランスポータ; アミノ酸; グルタミン酸; 膜輸送; 神経伝達物質; 構造機能相関

グルタミン酸トランスポータファミリーは、グルタミン酸トランスポータと中性アミノ酸のトランスポータからなる。その基質結合部位同定のために部位特異的変異導入による取り込み阻害薬認識部位の解析、ファミリーのメンバー間の機能比較による構造・機能相関の解析に有用な情報の抽出を行った。グルタミン酸トランスポータEAAC1とGLT-1のジヒドロカイニン酸(DHK)感受性の違いに基づくキメラ解析で同定された領域(マウスEAAC1の301-338に相当)中のC-末側にあるserine rich部位を両者で相互に入れ替える部位特異的変異導入を行い、この部位がDHK感受性の決定において重要な部位であることを明らかにした。このserine rich部位は、恐らくDHK分子中のbulkyな構造を受け入れる部分であり、基質結合部位の一部を構成すると思われれるが、基質グルタミン酸分子と直接相互作用する部域ではないと考えられる。基質アミノ酸とより直接相互作用する部位及びNa^+結合部位の同定のための手掛かりを得る目的で、ファミリーメンバー間の詳細な機能の比較を行った。中性アミノ酸トランスポータASCT1とASCT2は、ASCT2がグルタミンとアスパラギンを輸送し、ASCT1が2個のNa^+と共役するのに対して、ASCT2は1個のNa^+と共役し、しかもLi^+を受け入れることから、両者の基質結合部位とNa^+結合部位が異なった性質をもつことが示された。さらに、マウスEAAC1はシステインを輸送するがマウスGLT-1のシステイン輸送活性は低いことが明らかになった。また、Na^+依存性トランスポータであるASCT1とASCT2がNa^+非依存的にアミノ酸の交換輸送を行うことが明らかになり、Na^+共役トランスポータとアミノ酸アンチポ-タの協関の観点から興味深い事実が掴えられた。本年度の成果は、さらなるキメラ解析による基質アミノ酸側鎖結合部位とNa^+結合部位の同定、C1チャネルpore領域を決定へと繋がるものである。

谷氨酸转运蛋白家族由谷氨酸转运蛋白和中性氨基酸转运蛋白组成。为了识别底物结合位点，我们通过引入位点特异性诱变分析了摄取抑制剂识别位点，并通过比较家族成员的功能提取了有助于分析结构功能关系的信息。基于谷氨酸转运蛋白 EAAC1 和 GLT-1 之间二氢红藻氨酸 (DHK) 敏感性的差异，通过嵌合分析鉴定出该区域 C 端侧的丝氨酸丰富位点 (对应于小鼠 EAAC1 的 301-338)。定向诱变以相互替换这两个位点，并揭示该位点是决定DHK敏感性的重要位点。该富含丝氨酸的位点可能是DHK分子中接受庞大结构的部分，并被认为构成底物结合位点的一部分，但不认为它是与底物谷氨酸分子直接相互作用的部分。为了获得识别与底物氨基酸和Na^+结合位点更直接相互作用的位点的线索，我们在家族成员之间进行了详细的功能比较。中性氨基酸转运蛋白 ASCT1 和 ASCT2 转运谷氨酰胺和天冬酰胺，ASCT1 缀合两个 Na^+，而 ASCT2 缀合一个 Na^+ 和 Li^。它们接受 + 的事实表明，ASCT1 的底物结合位点和 Na^+ 结合位点两者都有不同的属性。此外，还发现小鼠EAAC1转运半胱氨酸，但小鼠GLT-1的半胱氨酸转运活性较低。此外，还揭示了Na^+依赖性转运蛋白ASCT1和ASCT2以不依赖Na^+的方式进行氨基酸的交换转运，并且从Na^+偶联转运蛋白与氨基酸之间的合作角度来看，发现了一个有趣的事实。今年的结果将通过进一步的嵌合体分析来鉴定底物氨基酸侧链结合位点和Na^+结合位点，并确定C1通道孔区域。

项目成果

Utsunomiya-Tate,N.: "Cloning and functional charucrerization of a system ASC-like Na^+-dependent neutral amino acid transporter" The Journal of Biological Chemistry. 271. 14833-14890 (1996)

Utsunomiya-Tate,N.：“ASC 样 Na+ 依赖性中性氨基酸转运蛋白系统的克隆和功能表征”生物化学杂志。

金井好克: "グルタミン酸トランスポーターの中枢神経系における機能的役割" 神経精神薬理. 18. 435-441 (1996)

Yoshikatsu Kanai：“谷氨酸转运蛋白在中枢神经系统中的功能作用”《神经精神药理学》18. 435-441 (1996)。

Kanai,Y.: "The high-affinity glutamute transporter family. In "Neure transmider transporters : Structure,function and regulation," MEA,Reith,Ed." Humana Press, 43 (1996)

Kanai，Y.：“高亲和力谷氨酸转运蛋白家族。在“神经转运蛋白转运蛋白：结构、功能和调节”中，MEA，Reith，Ed。”

金井好克: "「グルタミン酸トランスポーター」Bio Science用語ライブラリー脳神経 御子柴克彦編" 羊土社, 114-115 (1996)

金井义胜：“‘谷氨酸转运蛋白’生物科学术语库颅神经病学编辑，御子柴胜彦”《Yodosha》，114-115（1996）