巨大リポソームを用いたABCA1の脂質輸送機構の解明

使用巨型脂质体阐明 ABCA1 的脂质转运机制

• 批准号: 22KJ1873
• 负责人: 坂田 和樹
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1873/
• 关键词: ABCA1; コレステロール; 脂質; HDL; リポソーム; タンパク質精製

ATP-binding cassette A1（ABCA1)はATPのエネルギーを利用して機能するABCタンパク質の一つであり、高密度リポタンパク質（HDL）を産生することで動脈硬化症の予防に大きく貢献している。ABCA1はコレステロールを含む様々な脂質を排出することが報告されているが、それらの脂質をどのように排出するかについてはほとんど解明されていない。本研究では、人工脂質粒子（リポソーム）を用いてHDL形成反応を人工的に再現し、ABCA1による脂質輸送の詳細を明らかにすることを目的とした。まず、ヒト細胞に発現させたABCA1を精製し、リポソームに再構成して脂質がABCA1のATP加水分解活性に与える影響を解析した。その結果、負電荷脂質存在下でABCA1のATP加水分解活性はコレステロールによって誘導されることが明らかとなった。一般的にABCタンパク質の基質はATP加水分解活性を誘導するため、ABCA1はコレステロールを基質として認識することが示唆された。また、ABCA1のATP加水分解活性は植物ステロールによってほとんど誘導されなかったことから、ABCA1によるコレステロール認識は厳密であることが示唆された。続いて、ABCA1によるHDL形成を人工的に再現するために、初期段階として精製ABCA1を巨大リポソームに再構成する手法の開発を目指した。2022年度の研究では、リポソーム融合法の最適化によりABCA1を巨大リポソームに組み込むことに成功した。

ATP结合盒A1（ABCA1）是使用ATP能量发挥作用的ABC蛋白质之一，并产生高密度的脂蛋白蛋白（HDL），可显着促进预防动脉。据报道，ABCA1排出含有胆固醇的各种脂质，但几乎没有阐明如何排出这些脂质。在这项研究中，目的是使用人工脂质颗粒（脂质体）人为地重现HDL形成反应，并阐明ABCA1脂质转运的细节。首先，在人类细胞中表达的ABCA1被纯化，在脂质体中重建，并分析脂质对ABCA1 ABCA1 ATP水解活性的影响。结果，据揭示了ABCA1的ATP水解活性是由胆固醇在负电荷脂质存在中诱导的。通常，ABC蛋白的底物表明ABCA1识别胆固醇是底物，因为它诱导了ATP水解活性。 ABCA1的ATP水解活性很少被植物固醇诱导，这表明ABCA1胆固醇识别是严格的。接下来，为了通过ABCA1人为地重现HDL组，我们旨在开发一种方法，其中将纯化的ABCA1重建为巨大的脂质。在2022财年的研究中，ABCA1通过优化脂质体融合方法成功地将ABCA1纳入了巨大的脂质体。

项目成果

Biochemical analysis of phospholipid-dependent sterol recognition by ABCA1

ABCA1 磷脂依赖性甾醇识别的生化分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki Sakata;Noriyuki Kioka;Kazumitsu Ueda;Yasuhisa Kimura
• 通讯作者: Yasuhisa Kimura

リポソームを用いたABCA1の脂質特異性解析

使用脂质体对 ABCA1 进行脂质特异性分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂田和樹;木岡紀幸;植田和光;木村泰久
• 通讯作者: 木村泰久