JPH11299489A - 中性アミノ酸トランスポーター及びその遺伝子 - Google Patents
中性アミノ酸トランスポーター及びその遺伝子Info
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- JPH11299489A JPH11299489A JP10126648A JP12664898A JPH11299489A JP H11299489 A JPH11299489 A JP H11299489A JP 10126648 A JP10126648 A JP 10126648A JP 12664898 A JP12664898 A JP 12664898A JP H11299489 A JPH11299489 A JP H11299489A
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Abstract
する遺伝子と、その遺伝子がコードするポリペプチドの
提供。 【解決手段】 特定の配列で示されるアミノ酸配列から
なるタンパク質、それをコードする遺伝子、それを含む
プラスミド、それで形質転換された細胞、及び、前記タ
ンパク質に対する抗体等に関する。
Description
の類似物質の輸送に関与する遺伝子と、その遺伝子がコ
ードするポリペプチドに関する。
込むことを必要するが、この機能は細胞膜に存在する膜
タンパク質であるアミノ酸トランスポーターによって担
われている。特に、細胞内で生合成できない必須アミノ
酸の供給は、細胞外からの取り込みのみに依存する。必
須アミノ酸輸送機構のうちでも、中性アミノ酸輸送系L
は、多くの必須アミノ酸の細胞への供給を担当すること
から細胞栄養において最も重要な輸送機構のひとつであ
る。また、中性アミノ酸輸送系Lは、基質選択性が広い
ことから、中性アミノ酸類似物質もしくは中性アミノ酸
類似の構造を有する薬物を輸送することでも知られてい
た。
瘍細胞株で始めて記載され、その後、培養細胞、膜小胞
標本、摘出臓器標本もしくはin vivo標本を用い
て検討されてきた(Christensen、Phys
iol.Rev.、第70巻、43頁、1990年)。
中性アミノ酸輸送系Lは、ナトリウム非依存的な、すな
わちその機能にナトリウムイオンを必要としないトラン
スポーターであり、ロイシン、イソロイシン、バリン、
メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトフ
ァン、ヒスチジンなどを輸送するが、細胞や組織によ
り、基質選択性に多少の差異があることが知られてい
た。
びその類似物質の輸送の詳細や、細胞の生存もしくは増
殖への中性アミノ酸輸送系Lの役割を解析することは困
難であり、中性アミノ酸輸送系Lの機能を担う中性アミ
ノ酸トランスポーターの遺伝子を単離して詳細な機能解
析を可能とすることが望まれていた。
ナトリウム依存的なトランスポーターとして、ASCT
1およびASCT2がクローニングされている(Kan
ai、Curr.Opin.Cell Biol、第9
巻、565項、1997年)。 しかし、これらは、ア
ラニン、セリン、システイン、スレオニン、グルタミン
を主な基質とするものであり、中性アミノ酸輸送系Lと
は基質選択性が異なっている。また、グリシントランス
ポーターとプロリントランスポーターがクローニングさ
れているが、中性アミノ酸輸送系Lとは基質選択性が異
なる。(Amara and Kuhar、Annu.
Rev.Neurosci.、第16巻、73項、19
93年)。
酸トランスポーターの活性化因子であると考えられてい
る膜貫通構造を一回しか持たない二型膜糖タンパク質で
あるrBAT及び4F2hcのcDNAがクローニング
されており、それらをアフリカツメガエル卵母細胞で発
現させると中性アミノ酸とともに塩基性アミノ酸の取り
込みを活性化することが知られている(Palaci
n、J.Exp.Biol.、第196巻、123項、
1994年)。
アミノ酸輸送系Lの機能を担う中性アミノ酸トランスポ
ーターの遺伝子及びその遺伝子がコードするポリペプチ
ドである中性アミノ酸トランスポーターを提供すること
にある。その他の目的については、以下の記載より明ら
かである。
トランスポーターの活性化因子であると考えられていた
4F2hcの遺伝子とラットC6グリオーマ細胞株から
抽出したポリ(A)+RNAの共発現による発現クロー
ニングを行い、中性アミノ酸を輸送する能力を有する新
規タンパク質の遺伝子をクローニングした。さらに、こ
の遺伝子の産物をアフリカツメガエルの卵母細胞中で発
現させて、この遺伝子の産物が機能を発揮するためには
4F2hcが必須であること、及び発現する機能は中性
アミノ酸輸送系Lに相当する中性アミノ酸輸送であるこ
とを確認することに成功し、本発明を完成するにいたっ
た。
(B)から選択されるタンパク質である。 (A)配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるタン
パク質。 (B)配列番号1で示されるアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加された
アミノ酸配列からなり、かつ配列番号3で示されたアミ
ノ酸配列を有するタンパク質あるいは1もしくは数個の
アミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列
からなるタンパク質と共存したとき、中性アミノ酸及び
その類似物質を輸送する能力を有するタンパク質。
から選択されるDNAからなる遺伝子である。 (a)配列番号2で示される塩基配列からなるDNA。 (b)配列番号2で示される塩基配列からなるDNAと
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配
列番号3で示されたアミノ酸配列を有するタンパク質あ
るいは1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは
付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質と共存した
とき、中性アミノ酸及びその類似物質を輸送する能力を
有するタンパク質をコードするDNA。
むプラスミド、及び、当該プラスミドで形質転換された
宿主細胞(形質転換体)に関する。また、本発明は中性
アミノ酸及びその類似物質を輸送する能力を有するタン
パク質をコードする遺伝子を検出するためのプローブと
して使用、又は、当該遺伝子の発現を変調させるために
使用する配列番号2で示される塩基配列の中の連続する
14塩基以上の部分配列もしくはその相補的な配列を含
むヌクレオチドに関する。
に対する抗体に関する。また、本発明は前記本発明のタ
ンパク質を用いて、当該タンパク質の有する中性アミノ
酸及びその類似物質を輸送する能力に対する被検物質の
基質としての作用の検出剤及びその検出方法、並びに、
その能力を変調させることにより正常細胞又は腫瘍細胞
の増殖制御剤及びその制御方法に関する。本発明の増殖
制御は、前記本発明のタンパク質を発現させる、又は、
発現を抑制し得るものを用いて行われる。
する新規タンパク質、すなわち中性アミノ酸トランスポ
ーター LAT1(L−type amino aci
dtransporter 1)は、アミノ酸輸送活性
化因子4F2hcと共存することにより、ロイシン、イ
ソロイシン、バリン、メチオニン、フェニルアラニン、
チロシン、トリプトファン、ヒスチジンなどの中性アミ
ノ酸、及びL−ドーパを輸送する(取り込む)能力を有
する。LAT1は、さらに抗腫瘍薬であるメルファラ
ン、甲状線ホルモン(トリヨードチロニン及びチロキシ
ン)を受け入れ、中性アミノ酸類似の構造を持つ化合物
を広く輸送する広い基質選択性を有すると考えられる。
ターLAT1は、生体内においては胎盤、脳、脾臓、大
腸、精巣に主に発現している。さらに、ラットC6グリ
オーマ細胞株、形質転換したラット肝細胞株、肝細胞癌
細胞株、及び、ヒト胃印環細胞癌細胞株、肺小細胞癌細
胞株、黒色腫細胞株、神経芽細胞腫細胞株に発現が認め
られ、さらに多くの培養細胞株や腫瘍細胞株に発現して
いると考えられる。
ターLAT1を抑制薬によって抑制することにより、L
AT1を発現する培養細胞の増殖速度が低下することか
ら、LAT1が細胞増殖に必要な必須アミノ酸を細胞に
供給するために必要不可欠であると考えられる。
ットC6グリオーマ細胞株由来の中性アミノ酸トランス
ポーター(ラットLAT1)の遺伝子の全長cDNA塩
基配列(約3.5kbp)、及びその翻訳領域にコード
されたタンパク質のアミノ酸配列(512アミノ酸)を
表わす。
くはアミノ酸配列について、既知DNAデータベース
(GenBankおよびEMBL)及びプロテインデー
タベース(NBRF及びSWISS−PROT)に含ま
れるすべての配列に対してホモロジー検索を行った結
果、一致するものはなく、これらの配列は、新規なもの
であると考えられる。
で示されたアミノ酸配列を有するもののほか、例えば配
列番号1で示されたアミノ酸配列において1もしくは数
個のアミノ酸の欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸
配列を有するタンパク質が挙げられる。アミノ酸の欠
失、置換もしくは付加は、中性アミノ酸輸送活性が失わ
れない程度であればよく、通常1〜約102個、好まし
くは1〜約51個である。このようなタンパク質は、配
列番号1で示されたアミノ酸配列と通常、1〜80%、
好ましくは1〜90%のアミノ酸配列のホモロジーを有
する。
2で示された塩基配列を有するもののほか、配列番号2
で示された塩基配列からなるDNAとストリンジェント
な条件下でハイブリダイズし得るDNAを含むものが挙
げられる。このようにハイブリダイズし得るDNAは、
そのDNAにコードされるタンパク質が中性アミノ酸を
輸送する能力を有するものであればよい。このようなD
NAは配列番号1で示された塩基配列と通常、70%以
上、好ましくは80%以上の塩基配列のホモロジーを有
する。このようなDNAとしては、自然界で発見される
変異型遺伝子、人為的に改変した変異型遺伝子、異種生
物由来の相同遺伝子等が含まれる。
下でのハイブリダイゼーションは、通常、ハイブリダイ
ゼーションを、5xSSC又はこれと同等の塩濃度のハ
イブリダイゼーション溶液中、37〜42℃の温度条件
下、約12時間行い、5xSSC又はこれと同等の塩濃
度の溶液などで必要に応じて予備洗浄を行った後、1x
SSC又はこれと同等の塩濃度の溶液中で洗浄を行うこ
とにより実施できる。
伝子は、適当な哺乳動物の組織や細胞を遺伝子源として
用いてスクリーニングを行うことにより単離取得でき
る。哺乳動物としては、イヌ、ウシ、ウマ、ヤギ、ヒツ
ジ、サル、ブタ、ウサギ、ラット及びマウスなどの非ヒ
ト動物のほか、ヒトが挙げられる。
クローニング法(Expression clonin
g)などにより好適に実施できる。例えば、ラットC6
グリオーマ細胞を遺伝子源として用い、これからmRN
A(ポリ(A)+RNA)を調製する。これを、分画し
各画分について、4F2hcのcRNAとともに、アフ
リカツメガエルの卵母細胞に導入する。
告されている[Broerら、Biochem.J.、
第312巻、863項、1995年]ので、この配列情
報から、PCR法などを用いて、容易に4F2hcの遺
伝子を得ることが可能である。得られた4F2hcのc
DNAから、T3又はT7RNAポリメラーゼ等を用い
て、これに相補的なRNA(cRNA)(キャプ化され
たもの)を合成できる。
た卵母細胞について、例えば、ロイシンなどを基質とし
て、細胞内への基質の輸送(取り込み)を測定し、高い
取り込み活性を示したmRNA画分を選択することによ
り、LAT1のmRNAを濃縮できる。この濃縮された
mRNAをもとにcDNAライブラリーを作製する。ラ
イブラリーのcDNAから、約500クローンを一グル
ープとして、cRNA(キャップ化されたもの)を調製
し、各々のグループについて、4F2hcのcRNAと
ともに卵母細胞に導入し、基質の取り込み活性を指標と
して、陽性グループを選択する。陽性グループが見い出
せたら、それをさらにサブグループに分け、同様の操作
を繰り返すことにより、LAT1遺伝子のcDNAを含
むクローンを得ることができる。
塩基配列を決定し、翻訳領域を解析して、これにコード
されるタンパク質、すなわち、LAT1のアミノ酸配列
を決定することができる。得られたcDNAが、中性ア
ミノ酸トランスポーター遺伝子のcDNAであること、
すなわち、cDNAにコードされた遺伝子産物が中性ア
ミノ酸トランスポーターであることは、例えば次のよう
にして検証することができる。すなわち、得られたLA
T1遺伝子のcDNAから調製したcRNAを4F2h
cのcRNAとともに卵母細胞内に導入して発現させ、
中性アミノ酸を細胞内へ輸送する(取り込む)能力を、
前記と同様、適当な中性アミノ酸を基質とする通常の取
り込み試験(Kanai and Hediger、N
ature、第360巻、467−471貢、1992
年)により、細胞内への基質の取り込みを測定すること
により確認できる。
実験を応用して、LAT1の特性、例えば、LAT1が
アミノ酸の交換輸送を行っているという特性や、LAT
1の基質特異性などを調べることができる。
て、異なる遺伝子源で作製された適当なcDNAライブ
ラリー又はゲノミックDNAライブラリーをスクリーニ
ングすることにより、異なる組織、異なる生物由来の相
同遺伝子や染色体遺伝子等を単離することができる。
列(配列番号1に示された塩基配列、もしくはその一
部)の情報に基づいて設計された合成プライマーを用
い、通常のPCR(Polymerase Chain
Reaction)法によりcDNAライブラリー又
はゲノミックDNAライブラリーから遺伝子を単離する
ことができる。
Aライブラリー等のDNAライブラリーは、例えば、
「Molecular cloning」(Sambr
ook,J.,Fritsh,E.F.及びManit
is,T.著、Cold Spring Harbor
Pressより1989に発刊)に記載の方法により
調製することができる。あるいは、市販のライブラリー
がある場合はこれを用いてもよい。
(LAT1)は、例えば、中性アミノ酸トランスポータ
ーをコードするcDNAを用い、遺伝子組換え技術によ
り生産することができる。例えば、中性アミノ酸トラン
スポーターをコードするDNA(cDNA等)を適当な
発現ベクターに組み込み得られた組換えDNAを適当な
宿主細胞に導入することができる。ポリペプチド生産す
るための発現系(宿主−ベクター系)としては、例え
ば、細菌、酵母、昆虫細胞及び哺乳類細胞の発現系等が
挙げられる。このうち、機能タンパクを得るためには、
昆虫細胞及び哺乳類細胞を用いることが好ましい。
させる場合には、中性アミノ酸トランスポーターをコー
ドするDNAを、適当な発現ベクター(例えば、レトロ
ウイルス系ベクター、パピローマウイルスベクター、ワ
クシニアウイルスベクター、SV40系ベクター等)中
の適当なプロモーター(例えば、SV40プロモータ
ー、LTRプロモーター、エロンゲーション1aプロモ
ーター等)の下流に挿入して発現ベクターを構築する。
次に、得られた発現ベクターで適当な動物細胞を形質転
換し、形質転換体を適当な培地で培養することによっ
て、目的とするポリペプチドが生産される。宿主とする
哺乳動物細胞としては、サルCOS−7細胞、チャイニ
ーズハムスターCHO細胞、又はヒトHeLa細胞など
の細胞株などが挙げられる。
コードするDNAとしては、例えば、配列番号2で示さ
れる塩基配列を有するcDNAを用いることができるほ
か、前記のcDNA配列に限定されることなく、アミノ
酸配列に対応するDNAを設計し、ポリペプチドをコー
ドするDNAとして用いることもできる。この場合、ひ
とつのアミノ酸をコードするコドンは各々1〜6種類知
られており、用いるコドンの選択は任意で良いが、例え
ば発現に利用する宿主のコドン使用頻度を考慮して、よ
り発現効率の高い配列を設計することができる。設計し
た塩基配列を持つDNAは、DNAの化学合成、前記c
DNAの断片化と結合、塩基配列の一部改変等によって
取得できる。人為的な塩基配列の一部改変、変異導入
は、所望の改変をコードする合成オリゴヌクレオチドか
らなるプライマーを利用して部位特異的変異導入法(s
ite specific mutagenesis)
(Mark,D.F.et al.、Proceedi
ngs of National Academy o
f Sciences、第81巻、第5662〜566
6項(1984年))等によって実施できる。
はこれと免疫学的同等性を有するポリペプチドを用い
て、その抗体を取得することができる。抗体は、中性ア
ミノ酸トランスポーターの検出や精製などに利用でき
る。抗体は、本発明の中性アミノ酸トランスポーター、
その断片、またはその部分配列を有する合成ペプチドな
どを抗原として用いて製造できる。ポリクロナール抗体
は、宿主動物(例えば、ラットやウサギ等)に抗原を接
種し、免疫血清を回収する、通常の方法により製造する
ことができ、モノクロナール抗体は、通常のハイブリド
ーマ法などの技術により製造できる。
AT1およびその遺伝子は、LAT1により輸送される
薬物(例えば、L−ドーパ等)の、細胞膜通過や、LA
T1が存在すると予想される部位(例えば血液組織関
門、胎盤もしくは精巣など)での透過効率についての、
インビトロでの試験に使用できる。また、LAT1を発
現する細胞膜や、LAT1が存在すると予想される部位
(例えば血液組織関門、胎盤もしくは精巣など)を効率
良く透過する薬物の開発に使用できる。
AT1を抑制することにより、LAT1を高レベルに発
現する細胞の増殖を抑制することができる。LAT1の
抑制の目的には、その抑制薬を使用するか、もしくはア
ンチセンスオリゴDNAを使用することができる。
ターLAT1を用いて、腫瘍細胞などのLAT1を高レ
ベルに発現する細胞の増殖を抑制する目的で使用する、
LAT1の機能抑制薬をスクリーニングする方法に利用
でき、医薬の開発に寄与することができる。
く説明するが、これらの実施例は本発明を制限するもの
ではない。
明示がない限り、「Molecular clonin
g」(Sambrook,J.,Fritsh,E.
F.及びManitis,T.著、Cold Spri
ng Harbor Pressより1989に発刊)
に記載の方法により行うか、または、市販の試薬やキッ
トを用いる場合には市販品の指示書に従って使用した。
ターのクローニング) (1)ラット4F2hcのcDNAの単離とcRNAの
調製 cDNAライブラリーはラット肝から精製したポリ
(A)+RNAから、cDNA合成用キット(商品名:
Superscript Choice Syste
m、ギブコ社製)を使用して作成し、ファージベクター
λZipLox(ギブコ社製)の制限酵素EcoRI切
断部位に組み込んだ。PCR法にて、ラット4F2hc
遺伝子(Broerら、Biochem.J.、第31
2巻、863項、1995年)の第135−580番目
の塩基に相当するセグメントを増幅し、これを32P−d
CTPでラベルしてプローブとして用いて、ラット肝c
DNAライブラリーをスクリーニングした。ハイブリダ
イゼーションは、37℃のハイブリダイゼーション用溶
液中で一晩行い、フィルター膜は、37℃で0.1xS
SC/0.1%SDSで洗浄した。ハイブリダイゼーシ
ョン用溶液としては、5xSSC、3xデンハード液
(Denhard’s液)0.2%SDS、10%硫酸
デキストラン、50%ホルムアミド、0.01%Abt
iform B(商品名、シグマ社)(消泡剤)、0.
2mg/mlサーモン精子変性DNA、2.5mMピロ
リン酸ナトリウム、25mM MESを含むpH6.5
の緩衝液を用いた。cDNAを組み込んだλZipLo
xファージのcDNA部分を、プラスミドpZL1に組
み込み、さらにプラスミドpBluescriptII
SK−(Stratagene社製)へサブクローン化
した。
hcのcDNAを含むクローンについて、塩基配列決定
のための合成プライマー、塩基配列決定用キット(商品
名:Sequenase ver.2.0、アマシャム
社製)を用いてダイデオキシ法により、cDNAの塩基
配列を決定した。これにより、クローニングしたcDN
Aがラット4F2hc遺伝子のものであることが確認で
きた。得られた4F2hcの塩基配列を後記配列表の配
列番号2に示した。
NAを含むプラスミドから、T7RNAポリメラーゼを
用いて。cRNA(cDNAに相補的なRNA)調製し
た。
ーLAT1のクローニング
diger、Nature、第360巻、467−47
1貢、1992年)に準じて、発現クローニング法によ
り、以下のようにして行った。
細胞ポリ(A)+RNA400μgを分画した。
で得られたラット4F2hcのcRNAと共に卵母細胞
に注入し、2日間培養した。
としてロイシンを用い、基質の取り込み実験を金井らの
方法(Kanai and Hediger、Natu
re、第360巻、467−471貢、1992年)に
準じて、以下のように行った。基質として14C−ロイシ
ン(50μM)を含む塩化コリン取り込み用溶液(up
take solution)(100mM塩化コリ
ン、2mM塩化カリウム、1.8mM 塩化カルシウ
ム、1mM塩化マグネシウム、5mM HEPES、p
H7.4)中にて30分卵母細胞を培養して、細胞内に
取り込まれた放射能のカウントで基質の取り込み率を測
定した。なお、この系において、ラットC6グリオーマ
細胞ポリ(A)+RNA(mRNA)とラット4F2h
cのcRNAを共に注入した卵母細胞は、それぞれを単
独で注入した卵母細胞に比し、相乗的な取り込み亢進が
見られることを確認した(図1)。
RNAを注入した卵母細胞が、最も高いロイシンの取り
込み率を示した画分を選択した。この画分のポリ(A)
+RNA(2.8〜4.0kb)について、cDNA合
成及びプラスミドクローニング用キット(商品名:Su
perscript Plasmid System、
ギブコ社製)を使用して、cDNAライブラリーを作成
した。これらDNAはプラスミドpSPORT1(ギブ
コ社製)の制限酵素Sal1及びNot1認識部位に組
み込み、得られた組み換えプラスミドDNAを大腸菌D
H10B株のコンピテントセル(商品名:Electr
o Max DH10B Competent cel
l、ギブコ社製)に導入した。得られた形質転換体をニ
トロセルロース膜上で培養し、1プレート当たり約50
0個のコロニーが得られた。これらコロニーから、プラ
スミドDNAを調製し、これらを制限酵素NotIで切
断した。得られたDNAを用いて、in vitro転
写により、キャップ化されたcRNAを合成した。
(1)で得られたラット4F2hcのcRNA(5n
g)と共に卵母細胞へ注入した。これら卵母細胞につい
て、前記と同様にして、ロイシン取り込み実験を行うこ
とにより陽性クローンのスクリーニングを行った。スク
リーニングに際しては、複数のクローンから抽出したD
NAをプールしたグループについて調べ、あるグループ
でロイシン取り込みが確認された場合、さらにそれを複
数のグループに分割し、さらにスクリーニングを行っ
た。
アミノ酸トランスポーターLAT1のcDNAを含むク
ローンについて、基配列決定のための合成プライマー、
塩基配列決定用キット(商品名:Sequenase
ver.2.0、アマシャム社製)を用いてダイデオキ
シ法により、cDNAの塩基配列を決定した。
ポーターLAT1遺伝子の塩基配列が得られた。また、
cDNAの塩基配列を常法により解析して、cDNAの
翻訳領域とそこにコードされるLAT1のアミノ酸配列
を決定した。翻訳領域は第64−1599塩基である。
(アミノ酸配列)及び2(塩基配列)に示した。
opathy analysis(疎水性プロット)に
より、LAT1のアミノ酸配列を解析した結果、図2に
示したように、12個の膜貫通領域(membrane
−spanning domain)が予想された。ま
た、第2の親水性ループにチロシンリン酸化部位、第4
と第8の親水性ループにプロテインキナーゼC依存性の
リン酸化部位と考えられる部位が2つあった。
細胞株におけるLAT1遺伝子の発現(ノーザンブロッ
ティングによる解析) ラットLAT1遺伝子の第202−1534番目の塩基
に相当するcDNA断片を32P−dCTPでラベルし、
これをプローブとして用いて、ラットの種々の組織及び
ラット由来の培養腫瘍細胞株から抽出したRNAに対し
てノーザンブロッティングを以下のようにして行った。
3μgのポリ(A)+RNAを1%アガロース/ホルム
アルデヒドゲルで電気泳動したのち、ニトロセルロース
フィルターにトランスファーした。このフィルターを4
2℃で、32P−dCTP でラベルしたLAT1cDN
A断片を含んだハイブリダイゼーション液で1晩ハイブ
リダイゼーションを行った。フィルターを、65℃に
て、0.1%SDSを含む0.1xSSCで洗浄した。
C6グリオーマ細胞、胎盤、脳、脾臓、大腸、精巣にお
いて3.8kb付近に、胎盤ではそれに加えて2.6k
b付近にバンドが検出され、発現が認められた。また、
正常肝では発現は極めて弱いが、形質転換したラット肝
細胞株、肝細胞癌細胞株においても3.8kb付近に強
いバンドが検出され、発現が認められた(図4)。
ても、3.8kb付近にかすかなバンドが検出された。
子の発現(ノーザンブロッティングによる解析) ラットLAT1遺伝子の第202−1534番目の塩基
に相当するcDNA断片を32P−dCTPでラベルし、
これをプローブとして用いて、ヒト由来の培養腫瘍細胞
株から抽出したRNAに対してノーザンブロッティング
を以下のようにして行った。3μgのポリ(A)+RN
Aを1%アガロース/ホルムアルデヒドゲルで電気泳動
したのち、ニトロセルロースフィルターにトランスファ
ーした。このフィルターを37℃で、32P−dCTPで
ラベルしたラットLAT1cDNA断片を含んだハイブ
リダイゼーション液で1晩ハイブリダイゼーションを行
った。フィルターを、37℃にて、0.1%SDSを含
む0.1xSSCで洗浄した。
胃印環細胞癌細胞株、肺小細胞癌細胞株、黒色腫細胞株
に4.0kbの強いバンド、神経芽細胞腫細胞株に4.
0kbの弱いバンドが検出され、発現が認められた。
LAT1の特徴づけ) (1)LAT1の輸送活性における4F2hcの役割 ラットLAT1遺伝子cRNAを単独で卵母細胞に発現
させた場合と、ラットLAT1遺伝子cRNAと4F2
hc遺伝子cRNAを共に卵母細胞に発現させた場合の
ロイシン取り込み活性を比較した。
ラット4F2hc遺伝子cRNA25ng、もしくはラ
ットLAT1遺伝子cRNA12.5ng/ラット4F
2hc遺伝子cRNA12.5ngを、卵母細胞に注入
することによって発現させ、2日間あるいは5日間培養
した。
(2)記載方法に準じ、以下のように行った。すなわ
ち、ラットLAT1遺伝子cRNA、ラット4F2hc
遺伝子cRNA、もしくはラットLAT1遺伝子cRN
Aとラット4F2hc遺伝子cRNAを注入した卵母細
胞を、14C−ロイシン(50μM)を含む取り込み用溶
液中にて30分培養して、細胞内への放射能の取り込み
を測定した。
は、LAT1のみを発現させた卵母細胞では、対照とし
て水を注入した卵母細胞と同レベルであったが、LAT
1と4F2hcを共に発現させた卵母細胞ではおおきな
ロイシンの取り込みを示しており、LAT1が機能を発
揮するためには、4F2hcが必要であると考えられ
た。
NAを共に卵母細胞によるロイシン取り込み実験におい
て培地に添加する塩の影響を調べた。
1遺伝子cRNAとラット4F2hc遺伝子cRNAを
共に注入した卵母細胞を用い、前記実施例1(2)記載
方法に準じて実施した。但し、取り込み用溶液は、ナト
リウムイオンの影響をみる場合は、塩化コリン取り込み
用溶液にかえて、ナトリウム取り込み用溶液(100m
M塩化コリンを100mM塩化ナトリウムに変えたも
の)を用いた。塩素イオンの影響をみる場合は、ナトリ
ウム取り込み用溶液にかえて、グルコン酸取り込み用溶
液(100mM塩化ナトリウムを100mMグルコン酸
ナトリウムに変えたもの)を用いた。
リウムに変えても、細胞外の塩素イオンをグルコン酸イ
オンに変えても、ロイシン取り込みに何ら影響を与えな
かった。このことから、LAT1はナトリウムイオン及
び塩素イオンに非依存性に働くトランスポーターである
ことが示された。
力学試験 中性アミノ酸トランスポーターのミカエリス−メンテン
動力学試験を行った。基質ロイシンの濃度の違いによる
ロイシン取り込み率の変化を調べることにより、中性ア
ミノ酸トランスポーターのミカエリス−メンテン動力学
試験を行った。
1遺伝子cRNAとラット4F2hc遺伝子cRNAを
共に注入した卵母細胞を用い、前記実施例1(2)記載
方法に準じて実施した。その結果(図8)、Km値は約
24μMであった。
びその類似物質添加による阻害実験) ラットLAT1遺伝子cRNAとラット4F2hc遺伝
子cRNAを共に注入した卵母細胞によるロイシンの取
り込み実験において、系への各種アミノ酸及びその類似
物質添加の影響を調べた。
1遺伝子cRNAとラット4F2hc遺伝子cRNAを
共に注入した卵母細胞を用い、前記実施例1(2)記載
方法に準じて実施した。但し、コリン取り込み用溶液を
用い、2mMの各種化合物(非標識)の存在下及び非存
在下で、14C−ロイシン(20μM)の取り込みを測定
した。
で、cis−阻害効果が観察された。特に、ロイシン、
イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、チロシ
ン、ヒスチジン、トリプトファン、バリンはLAT1を
介した14C−ロイシンの取り込みを強く阻害した。ま
た、標準アミノ酸以外の物質でも、L−DOPA(パー
キンソン病治療薬)、メルファラン(melphala
n)(抗腫瘍薬)、トリヨードサイロニン(甲状腺ホル
モン)、サイロキシン(甲状腺ホルモン)などの薬物や
生理活性物質もLAT1を介した14C−ロイシンの取り
込みを阻害した。さらに中性アミノ酸取り込み阻害薬と
して知られていた2−アミノ−2−ノルボルナン−カル
ボン酸(2−amino−2−norbornane−
carboxylic acid)(BCH)もLAT
1を介した14C−ロイシンの取り込みを阻害した。酸性
アミノ酸、塩基性アミノ酸は、LAT1を介した14C−
ロイシンの取り込みに影響を与えなかった。
酸及びその類似物質を基質とする取り込み試験) 各種アミノ酸及びその類似物質を基質として、LAT1
による取り込みを調べた。
実験は、ラットLAT1遺伝子cRNAとラット4F2
hc遺伝子cRNAを共に注入した卵母細胞を用い、前
記実施例1(2)記載方法に準じて実施した。但し、基
質としては、14C−ロイシンに変えて、放射能ラベルさ
れた各種の化合物を用いた。
ロシン(14C化合物)、フェニルアラニン(14C化合
物)、メチオニン(14C化合物)、チロシン(14C化合
物)、ヒスチジン(14C化合物)、トリプトファン(14
C化合物)、バリン(14C化合物)を基質とした場合
に、卵母細胞への取り込みが認められた。
LAT1の抑制による細胞増殖の制御 (1)LAT1抑制の細胞増殖抑制効果 LAT1抑制薬によるLAT1抑制の細胞増殖に対する
抑制効果を調べた。
illiam’s培地で培養し、LAT1を介する取り
込みを阻害するD−ロイシンもしくはBCHを20mM
培地に添加し、48時間培養て、細胞数をCell C
ounting Kit−8(Dojindo Lab
oratories 社製)を用いて検討した。細胞数
は、450nmにおける吸収(O.D.450)として
測定した。
はBCHを添加した群は、D−ロイシンもしくはBCH
を添加しない対照群に比較して、細胞数に低下が認めら
れ、LAT1抑制による中性アミノ酸取り込み阻害によ
り、細胞増殖が抑制されたと考えられた。
LAT1およびその遺伝子は、薬物の細胞膜通過や血液
組織関門通過のインビトロでの解析など、薬物動態や毒
物動態の分子レベルでの解明や、細胞膜や血液組織関門
を効率良く透過する薬物の開発に有用と考えられる。ま
た、LAT1は、腫瘍細胞に高レベルに発現し、その抑
制により細胞増殖が抑えられることから、親和性の高い
抑制薬の開発により、それを腫瘍増殖を抑制する薬物と
して使用し得ると考えられる。さらに、LAT1が腫瘍
細胞に高レベルに発現することから、LAT1により高
親和性に輸送される抗腫瘍薬として、腫瘍細胞により選
択性の高い抗腫瘍薬を開発し得ると考えられる。
ラット4F2hc遺伝子のcRNAを注入した卵母細胞
によるロイシン取り込み実験の結果を示す図。
の疎水性プロットを示す図。
RNAの発現をノーザンブロッティングにより解析した
結果を示した写真。
mRNAの発現とラット肝臓におけるLAT1遺伝子m
RNAの発現をノーザンブロッティングにより比較した
結果を示した写真。
RNAの発現をノーザンブロッティングにより解析した
結果を示した写真。
ット4F2hc遺伝子のcRNAを注入した卵母細胞に
よるロイシン取り込み実験をcRNA注入後2日又は5
日で行った結果を示す図。
F2hc遺伝子のcRNAを注入した卵母細胞によるロ
イシン取り込み実験において添加する塩の影響を調べた
結果を示す図。
F2hc遺伝子のcRNAを注入した卵母細胞によるロ
イシン取り込み実験において基質ロイシンの濃度の影響
を調べた結果を示す図。
F2hc遺伝子のcRNAを注入した卵母細胞によるロ
イシン取り込み実験において、系への各種アミノ酸もし
くはその類似化合物添加の影響を調べた結果を示す図。
ロイシン又はBCH添加の細胞増殖への影響を調べた結
果を示す図。
Claims (17)
- 【請求項1】 以下の(A)及び(B)から選択される
タンパク質。 (A)配列番号1で示されるアミノ酸配列からなるタン
パク質。 (B)配列番号1で示されるアミノ酸配列において1も
しくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは付加された
アミノ酸配列からなり、かつ配列番号3で示されたアミ
ノ酸配列を有するタンパク質あるいは1もしくは数個の
アミノ酸が欠失、置換もしくは付加されたアミノ酸配列
からなるタンパク質と共存したとき、中性アミノ酸及び
その類似物質を輸送する能力を有するタンパク質。 - 【請求項2】 ラット由来である請求項1記載のタンパ
ク質。 - 【請求項3】 臓器、組織、もしくは培養細胞由来であ
る請求項1記載のタンパク質。 - 【請求項4】 請求項1記載のタンパク質をコードする
遺伝子。 - 【請求項5】 以下の(a)及び(b)から選択される
DNAからなる遺伝子。 (a)配列番号2で示される塩基配列からなるDNA。 (b)配列番号2で示される塩基配列からなるDNAと
ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ配
列番号3で示されたアミノ酸配列を有するタンパク質あ
るいは1もしくは数個のアミノ酸が欠失、置換もしくは
付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質と共存した
とき、中性アミノ酸及びその類似物質を輸送する能力を
有するタンパク質をコードするDNA。 - 【請求項6】 ラット由来である請求項5記載の遺伝
子。 - 【請求項7】 臓器、組織、もしくは培養細胞由来であ
る請求項5記載の遺伝子。 - 【請求項8】 請求項4〜7のいずれかの項に記載の遺
伝子もしくは該遺伝子の中のタンパク質をコードする遺
伝子を含むプラスミド。 - 【請求項9】 発現プラスミドである請求項8記載のプ
ラスミド。 - 【請求項10】 請求項8記載のプラスミドで形質転換
された宿主細胞。 - 【請求項11】 配列番号2で示される塩基配列の中の
連続する14塩基以上の部分配列もしくはその相補的な
配列を含むヌクレオチド。 - 【請求項12】 中性アミノ酸及びその類似物質を輸送
する能力を有するタンパク質をコードする遺伝子を検出
するためのプローブとして使用するものである請求項1
1記載のヌクレオチド。 - 【請求項13】 中性アミノ酸及びその類似物質を輸送
する能力を有するタンパク質をコードする遺伝子の発現
を変調させるために使用するものである請求項11記載
のヌクレオチド。 - 【請求項14】 請求項1〜3にいずれかの項に記載す
るタンパク質に対する抗体。 - 【請求項15】 請求項1〜3にいずれかの項に記載の
タンパク質を用いて、該タンパク質の有する中性アミノ
酸及びその類似物質を輸送する能力に対する被検物質の
基質としての作用の検出剤。 - 【請求項16】 請求項15に記載の検出剤を使用し
て、該タンパク質の有する中性アミノ酸及びその類似物
質を輸送する能力に対する被検物質の基質としての作用
を検出する方法。 - 【請求項17】 請求項1〜3にいずれかの項に記載の
タンパク質の発現を制御してなる正常細胞もしくは腫瘍
細胞の増殖制御剤。
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JP12664898A Expired - Lifetime JP4157192B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 中性アミノ酸トランスポーター及びその遺伝子 |
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WO2008096416A1 (ja) | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Fuji Biomedix Co., Ltd. | 前立腺がんの悪性度判定キット及びその方法 |
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-
1998
- 1998-04-22 JP JP12664898A patent/JP4157192B2/ja not_active Expired - Lifetime
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