P-糖タンパク質の予測される膜貫通ドメインにおけるプロリン変異の機能的影響。

サイト指向変異導入法を用いて、予測される膜貫通配列におけるフェニルアラニン残基がヒトP-糖タンパク質の機能において重要な役割を果たしているかどうかを調査した。31のフェニルアラニン残基それぞれのコドンをアラニンに変更した変異cDNAをマウスNIH 3T3細胞に発現させ、さまざまな薬剤に対する耐性の付与能力について分析した。膜貫通セグメント6におけるPhe-335をAlaに変異させるか、膜貫通セグメント12におけるPhe-978をAlaに変異させることで、トランスフェクト細胞における変異P-糖タンパク質によって付与される薬剤耐性プロファイルが大きく変化した。変異型Phe-335→AlaはビンブラスチンやアクチノマイシンDに対してわずかしか耐性を示さなかったが、コルヒチンやアドリアマイシンに対する耐性を付与する能力は保持していた。また、この変異体は野生型酵素に比べてアジドピンの結合が増加し、低濃度のビンブラスチンによって抑制される可能性があった。一方、変異型Phe-978→Alaはコルヒチンやアドリアマイシンに対してほとんど耐性を示さなかったが、ビンブラスチンやアクチノマイシンDに対する耐性を付与する能力は保持されていた。これらの結果は、Phe-335とPhe-978がP-糖タンパク質による特定基質の認識と輸送において重要な役割を果たしていることを示唆している。Phe-777をAlaに変異させることは輸送体の生合成に影響を与えた。他の28のフェニルアラニン残基の変異は、野生型酵素と区別できない構造的および機能的特性を持つ蛋白質産物をもたらした。