研究内容の紹介


ABCトランスポーター／概略

６回膜貫通の基本構造に加え、ATP-結合カセット（ATP-binding cassetteの頭文字からABC）と呼ばれる高度に保存されたアミノ酸配列をもつ輸送体タンパク質を総称してABCトランスポーター（あるいはABC輸送体）という。ATP-結合カセットの中でも特に保存された配列としてWalker AモチーフとWalker Bモチーフがあり、その間にsignature Cと呼ばれるABCトランスポーターで保存された配列がある。

構造をみると、膜貫通ドメイン(MSD)で生体膜を6回貫通しており、ヌクレオチド結合ドメイン(NBD)にはATP-結合カセットが含まれている。また、ABCトランスポーターの分子種によってMSDとNBDの組み合わせが異なっており、NBD-MSDの6回膜貫通構造を基本単位とするものがハーフタイプトランスポーターであり、MSD1-NBD1-MSD2-NBD2の12回膜貫通構造を基本単位に持つものはフルタイプトランスポーターと分類されている。

ABCトランスポーターの構造が複雑なのは、6回膜貫通構造に加えて5回膜貫通構造を持つものがあり、この5回膜貫通構造の部分をMSD0としている。ABCC1やABCC2などは、MSD0-MSD1-NBD1-MSD2-NBD2の17回膜貫通構造のフルタイプトランスポーターである。また、ABCB6はMSD0-MSD1-NBD1の11回膜貫通構造のハーフタイプトランスポーターである。

さらに複雑なのは、ABCトランスポーターの分子種によってMSDとNBDの順序にバリエーションがあり、アミノ末端からMSD-NBDの順で構成される分子種に加えて、図の右側で示したように、順序が逆になったNBD-MSDを基本単位とする分子種もある。

topology

  • ABCトランスポーター

    生体膜を介して物質を出し入れするタンパク質をトランスポーター（輸送体）という。ABCトランスポーターのABCは、ATP-binding cassette（ATP-結合カセット）の頭文字から来ている。ヒトゲノムにおいて、49種の遺伝子が見つかっているが、タンパク質として実際に機能するものは48種類。（※これによってABC48とも言われる・・ウソです。）

  • Walkerモチーフ

    ATP加水分解活性を持つ多くのタンパク質で見出されるコンセンサス配列で、ATPの結合と加水分解に関与する構造を形成する。Walker AモチーフはATPのリン酸基結合部位で、GXXXXGKT/Sがコンセンサスとして見出される。Walker Bモチーフは、Mg2+を介してヌクレオチドに結合し、ΦΦΦΦDE（Φ：疎水性アミノ酸）がコンセンサス配列として見出される。

  • 腸肝循環

    肝臓から胆管に排出されたグルクロン酸抱合体は、腸管を移動する間に腸内細菌がもつβ-グルクロニダーゼの作用で加水分解されて元の化合物（アグリコン）に変わり再び吸収されることがあり、これを腸肝循環という。

  • Signatureモチーフ

    Cモチーフとも呼ばれる、ABCトランスポーターに特徴的な配列。真核生物と原核生物を問わず、一部の例外を除いてLSGGQの配列が保存されている。

  • 局在化シグナル

    細胞の中に存在するタンパク質は、一部の例外を除いて特定の細胞小器官（オルガネラ）に限定的に存在している。これをタンパク質の局在化といい、局在化を決定する情報が書き込まれているアミノ酸配列を局在化シグナルという。標的化シグナルも似たようなニュアンスで用いられるが、新たに合成されたタンパク質が局在場所への輸送途上に仕分けられるための配列という意味合いが強い。

  • 抱合反応

    ある化合物がもつ原子団を、ほかの化合物の官能基に転移する反応。グルタチオン抱合、グルクロン酸抱合、硫酸抱合、アミノ酸抱合などがある。リン酸基や水酸基の転移反応などと区別して、生体異物や生体内物質の官能基に生体成分を結合させる転移反応を指す。多くの場合、抱合反応を受けることによって尿中や胆汁中に排泄されるが、一部では活性化されて毒性の原因となる場合もある。