ミトコンドリアへのホスファチジルセリン新規輸送機構の解明

阐明磷脂酰丝氨酸至线粒体的新型转运机制

基本信息

批准号：
20J12899
负责人：
藤井悟
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

真核細胞において小胞体とミトコンドリアはリン脂質生合成の主要な場である。出芽酵母ではホスファチジルセリン（PS）は小胞体で生合成され、その多くはミトコンドリア内膜に輸送されPS脱炭酸酵素（Psd1）を介してホスファチジルエタノールアミン（PE）へと変換される。またPsd1は小胞体にも局在することが近年明らかとなった。本研究では以前までに、Ice2の欠損酵母にて、小胞体膜上のPsd1が減少することでPE合成低下と生育損傷が引き起こされることを発見していた。従って小胞体膜上に局在するPsd1は生理的に重要であると考えられる。またIce2の欠損酵母では、ホスファチジン酸（PA）分解が促進する。従ってPAの増減によって小胞体膜上のPsd1が調節されている可能性を考えた。本研究では、PAの分解が抑制されるNem1欠損酵母にて小胞体膜上のPsd1の増加すること、さらにPsd1がPAと結合する事を明らかにし、PAの増減によって小胞体膜上のPsd1が調節されていることが強く示唆された。また小胞体膜上のPsd1については未解明な点が多く存在する。例えば小胞体膜上に局在するPsd1は生理的に重要である一方で、ミトコンドリア内膜に局在するPsd1と比較して、定常状態におけるタンパク量が極めて少ない。我々はその原因として、小胞体膜上のPsd1は代謝回転が非常に速いのではないかと考えた。実際に小胞体膜上のPsd1の分解速度の解析を行なった結果、非常に速やかに分解されていた。そこで様々なタンパク質分解機構に関する因子の欠損酵母を作製し、Psd1への影響を調べた結果、小胞体関連分解（ERAD）の構成因子であるHrd1欠損酵母にて、小胞体膜上に局在するPsd1量が著しく増加していた。さらにPsd1がHrd1によってユビキチン化される事も明らかにし、Psd1がERADを介して分解されていることが示唆された。

在真核细胞中，内质网和线粒体是磷脂生物合成的主要部位。在萌芽的酵母中，磷脂酰丝氨酸（PS）在内质网中生物合成，其中大多数被转运到线粒体内膜，并通过PS十分羧基酶（PSD1）转化为磷脂酰乙醇胺（PE）。最近还透露，PSD1也位于内质网。在这项研究中，我们以前已经发现，在ICE2缺陷酵母中内质网膜上PSD1的降低会导致PE合成和生长损害降低。因此，位于内质网膜上的PSD1被认为在生理上很重要。此外，缺乏ICE2的酵母促进磷脂酸（PA）降解。因此，我们认为内质网膜上的PSD1受PA的增加或减少来调节。这项研究表明，内质网膜上的PSD1在NEM1缺陷酵母中增加，这会抑制PA降解，并且PSD1与PA结合，强烈表明内质网状膜上的PSD1受PA中的增加或减少来调节。此外，在内质网膜上有许多关于PSD1的不清楚的观点。例如，在生理上很重要，位于内质网膜上的PSD1在生理上很重要，但是与PSD1相比，稳态的蛋白质量非常小，PSD1位于线粒体内膜。我们怀疑原因是内质网膜上的PSD1的营业额非常快。实际上，对内质网膜上PSD1的降解率的分析表明，它的降解很快。因此，产生了各种蛋白水解机制缺乏酵母的酵母菌，并研究了对PSD1的影响，因此，在内胞质网状膜上定位的PSD1量显着增加了HRD1缺陷型缺陷酵母，这是一种内胞菌的型层型网状酵母，该因子是内胞菌素的降级因子（eRAD）的降级（ER）。此外，揭示了PSD1被HRD1泛素化，这表明PSD1通过ERAD降解。