細胞膜との相互作用を介した脂質非対称センシングの分子機構

通过与细胞膜相互作用的脂质不对称传感的分子机制

基本信息

批准号：
22K06141
负责人：
小原圭介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya 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-22K06141/
关键词：
細胞膜脂質脂質非対称酵母センサー

项目摘要

細胞膜の脂質二重層では、内外層間で脂質分子が不均一に分布している。この様な「脂質非対称」は真核生物に共通の性質であり、この維持や調節が大きく破綻すると細胞一つとして生存できない。研究代表者は、過去に脂質非対称の状態変化を感知して適応反応を引き起こす脂質非対称センサータンパク質Rim21を出芽酵母で同定している。本研究では、Rim21が脂質非対称変化を感知し、下流因子にシグナルを出力する分子機構の解明を試みた。今年度は、脂質非対称センサーモチーフを内包するRim21のC末端細胞質領域（Rim21C）の組換えタンパク質と脂質との相互作用を調べた。その結果、Rim21Cはホスファチジルセリンやホスファチジン酸などの負電荷を有する脂質に親和性を示し、それらの脂質の脱プロトン化を促す効果があるホスファチジルエタノールアミンがその親和性を高めることを見出した。また、Rim21が発する脂質非対称シグナル伝達にはユビキチンリガーゼであるRsp5によるユビキチン化が必須である。本研究では、そのユビキチン化に関わるRim21の領域やユビキチン化部位などを調査した。その結果、Rim21C内のPxxYモチーフが脂質非対称シグナル伝達に必要であることが明らかになった。PxxYモチーフはRsp5がユビキチン化のターゲットを認識して結合する際にしばしば用いられるモチーフである。Rsp5のターゲットの少なくとも１つがRim21である可能性を示す結果である。一方、Rsp5が脂質非対称シグナル伝達を媒介するのに必要な領域についても調査を開始した。

在细胞膜的脂质双层中，脂质分子在内层和外层之间异质分布。这种“脂质不对称”是真核生物的共同特性，如果这种维持或调节明显分解，则无法作为单个细胞生存。首席研究者先前已经鉴定出RIM21是一种脂质不对称的传感器蛋白，可在发芽的酵母中感受到状态和触发自适应反应的脂质不对称变化。在这项研究中，我们试图阐明RIM21感觉到脂质不对称的变化并输出信号到下游因素的分子机制。今年，我们研究了RIM21的C末端细胞质区域（RIM21C）中重组蛋白与脂质之间的相互作用，该区域包括脂质不对称传感器基序。结果，发现RIM21C对带负电荷的脂质（例如磷脂酰辛基和磷脂酸）具有亲和力，并且磷脂酰乙醇胺具有促进这些脂质质子化的作用，从而增加了其亲和力。此外，泛素连接酶RSP5的泛素化对于RIM21产生的脂质非对称信号传导至关重要。在这项研究中，我们研究了RIM21涉及其泛素化和泛素化部位的区域。结果表明，RIM21C中的PXXY基序是脂质不对称信号所需的。 PXXY基序是一个基序，当RSP5识别并与泛素化靶标结合时，通常会使用。这表明RSP5的至少一个可能是RIM21。同时，我们还开始研究RSP5介导脂质不对称信号传导所需的区域。