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アイテム
哺乳動物ヘキソキナーゼの遺伝子構造と機能
https://tokushima-u.repo.nii.ac.jp/records/2001759
https://tokushima-u.repo.nii.ac.jp/records/2001759d44604ad-7baf-4e75-b175-9025f495be96
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
|---|---|---|
LID201203261001.pdf (10.1 MB)
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| Item type | 文献 / Documents(1) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2012-03-26 | |||||
| アクセス権 | ||||||
| アクセス権 | open access | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||
| 出版タイプ | ||||||
| 出版タイプ | NA | |||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 哺乳動物ヘキソキナーゼの遺伝子構造と機能 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | ホニュウ ドウブツ ヘキソキナーゼ ノ イデンシ コウゾウ ト キノウ | |||||
| 言語 | ja-Kana | |||||
| 著者 |
小暮, 健太朗
× 小暮, 健太朗 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | ヘキソキナーゼは、グルコースを含むヘキソースの6位リン酸化を触媒する解糖系の律速酵素である.哺乳動物に存在する4種類のアイソザイムのうち、I～Ⅱ型はおよそ100kDaの非常に相同性の高い一本鎖ポリペプチドにより構成されている.これら3種のアイソザイムは、それぞれ相同性の高い2本の50kDaポリペプチドが重複・連結した形で構成されている. 一方、Ⅳ型(グルコキナーゼ）は約50kDaの一本鎖ポリペプチドであり、100kDaヘキソキナーゼにみられる重複構造のN-末端側半分およびC-末端側半分各々と相同性がきわめて高いことから、I～Ⅲ型の100kDaヘキソキナーゼは、50kDaの先祖へキソキナーゼが、一方で変異を経てグルコキナーゼなどの50kDaヘキソキナーゼ遺伝子に、もう一方では、先祖遺伝子が重複と融合を経て100kDaヘキソキナーゼに、進化したのではないかと従来考えられていた. しかしながら、100kDaへキソキナーゼの遺伝子構造はこれまで解析されておらず、したがって、先祖ヘキソキナーゼの遺伝子重複による進化説は、推測の域を出ていなかった. そこで申請者は、すでに報告されている100kDaラットⅡ型ヘキソキナーゼをコードするcDNAの塩基配列をもとに作製したプローブを用いて、ラット肝臓ゲノムライブラリーのスクリーニングをおこない、ラットH型ヘキソキナーゼ遺伝子の一部分を得ることに成功した.その解析により明らかになった100kDaⅡ型ヘキソキナーゼ遺伝子の部分構造と、50kDaグルコキナーゼ遺伝子の構造とを比較した結果、両遺伝子の対応するエクソンの長さ、およびイントロン挿入部位が完全に一致することを見い出した. さらにヒトのⅡ型ヘキソキナーゼ遺伝子についても単離・解析を行いヒトグルコキナーゼ遺伝子の構造と比較したところ、ラットの場合と同様の結果が得られた.これらのことより、100kDaヘキソキナーゼ遺伝子は、2つの50kDaグルコキナーゼ遺伝子からその構造を保存した形で重複と融合を経て進化したことが強く示唆された. このような進化を経て形成された哺乳動物ヘキソキナーゼの4極のアイソザイムは、1次構造上の相同性が非常に高いにもかかわらず、その機能的性質は大きく異なることが知られている.すなわち、グルコキナーゼのグルコースに対するKm値は、Ⅰ～Ⅲ型ヘキソキナーゼの100倍以上もの高い値を示し、特に反応生成物であるグルコース6リン酸(Glc-6-P)によって、100kDaヘキソキナーゼは反応が阻害されるが、グルコキナーゼは阻害されない.そこで、相同性の高いヘキソキナーゼアイソザイム間における、このような機能的性質の違いを決定する構造的特徴の解明を目的として以下の研究を行った. これまでの報告から、100kDaヘキソキナーゼの機能的性質は、その重複構造のC-末端側半分が担っていることが明かにされている. したがって、本研究では100kDaラットⅡ型ヘキソキナーゼの50kDaC末端側半分(HKC)に着目し、遺伝子工学的方法によって変異HKCタンパク質を作製し、その機能的性質をHKCと比較することにより、研究目的の達成を試みた.具体的には、HKCのアミノ酸配列を変えることなく数種の制限酵素認識部位を導入したcDNAを作製し、そのHKCのcDNA中のATPおよびグルコースとの結合推定部位を含む領域と、グルコキナーゼcDNA中の相当する領域とをカセット的に置き換えることにより、50kDaキメラヘキソキナーゼcDNAを構築した.この組換えHKCのcDNAを取り込ませた大腸菌において、人為的にキメラHKCタンパク質を発現させ、その機能解析を行なった結果、グルコースとの結合には広い範囲の立体構造が、逆にATPとの結合には極めて限定された領域の構造が重要であることが明らかになった.また、G1c-6-Pによる阻害反応は、HKC中のATP結合推定部位を含む領域をグルコキナーゼ中の相当する領域と置き換えることによって著しく低下した. |
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| 言語 | ja | |||||
| 書誌情報 |
発行日 1994 |
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| 備考 | ||||||
| 言語 | ja | |||||
| 値 | 画像データは国立国会図書館から提供(2011/9/26。JPEG2000形式を本学でpdfに変換して公開) | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 報告番号 | ||||||
| 学位授与番号 | 甲第711号 | |||||
| 学位記番号 | ||||||
| 言語 | ja | |||||
| 値 | 甲薬第21号 | |||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 1994-03-26 | |||||
| 学位名 | ||||||
| 言語 | ja | |||||
| 学位名 | 博士（薬学） | |||||
