Xkr8によるリン脂質スクランブル過程の可視化

Xkr8 可视化磷脂加扰过程

• 批准号: 22K06102
• 负责人: 櫻木 崇晴
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06102/
• 关键词: Xkr8-Basigin複合体; ナノディスク; 単粒子解析; スクランブラーゼ; リン脂質スクランブリング; Xkr8

アポトーシス細胞では、通常細胞膜の内層にのみ局在するリン脂質、ホスファチジルセリンが細胞表面に露出される。露出されたホスファチジルセリンは‘eat me’シグナルとして働き、マクロファージによる貪食を促進する。この過程で、リン脂質を区別無く双方向に移動(スクランブル)する膜タンパク質、Xkr8-Basigin複合体がホスファチジルセリンを細胞表面に露出させる。これまでに、定常状態のXkr8-Basigin複合体の界面活性剤ミセル内の構造解析から、リン脂質頭部の通過する“ポア領域”の候補を見出したが、活性化状態の構造は未知であり、Xkr8-BSG複合体によるリン脂質スクランブル機構は依然として不明な点が多い。そこで、活性化状態の構造決定が必要となるが、活性化状態のXkr8-Basigin複合体は定常状態と比べて不安定であることが問題である。そこで本研究では、Xkr8-Basigin複合体をナノディスクに再構築することを試みた。ナノディスクは界面活性剤ミセルと比べて、膜タンパク質が本来存在する脂質二重膜の環境に近いため、Xkr8-Basigin複合体を安定化できると考えたからである。ナノディスク作製条件を検討した結果、定常状態のXkr8-Basigin複合体については、効率良くナノディスクへ再構築する条件を発見した。さらに、このサンプルを低温電子顕微鏡で観察、単粒子解析を行うことにより、高分解能の密度図を得ることができた。今後は、ナノディスクに再構築したXkr8-Basigin複合体をカスパーゼにより処理することにより、活性化状態を誘導し、その構造を決定することを目指す。

在凋亡细胞中，通常仅位于细胞膜内层的磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面。裸露的磷脂酰丝氨酸充当“我的饮食”信号，并通过巨噬细胞促进吞噬作用。在此过程中，XKR8-BASIGIN复合物是一种膜蛋白，在两个方向上迁移（争夺）而无需区分并将磷脂酰丝氨酸暴露于细胞表面。到目前为止，我们已经找到了“孔区”的候选物，这些候选者从稳态XKR8-BASIGIN复合物表面活性剂胶束内的结构分析中通过磷脂头，但是活化状态的结构尚不清楚，并且磷脂的机理被XKR8-BSG综合体扰动。因此，尽管有必要确定活化状态的结构，但问题是与稳态相比，活化状态XKR8-BASIGIN复合物是不稳定的。因此，在这项研究中，我们试图将XKR8-BASIGIN复合物重建为纳米虫。这是因为我们认为纳米虫可以稳定XKR8-basigin复合物，因为它们更接近脂质双层环境，与表面活性剂相比，膜蛋白自然存在。由于检查了制备纳米风险的条件，我们发现了有效重建稳态XKR8-BASIGIN复合物中的条件。此外，通过使用低温电子显微镜观察该样品并进行单个颗粒分析，获得了高分辨率密度图。将来，我们旨在通过处理用caspase重建为纳米虫的XKR8-BASIGIN复合物来诱导激活状态并确定其结构。

项目成果

細胞膜リン脂質スクランブラーゼXkr8-Basigin複合体の構造解析

细胞膜磷脂扰乱酶Xkr8-Basigin复合物的结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Zeng Xiangsunze;Komanome Yuko;Kawasaki Tappei;Inada Kengo;Jonaitis Julius;Pulver Stefan R.;Kazama Hokto;Nose Akinao;櫻木 崇晴
• 通讯作者: 櫻木 崇晴