Amino acid transporters that transport mugineic acids-iron complexes and their roles in mammals

运输麦根酸-铁复合物的氨基酸转运蛋白及其在哺乳动物中的作用

• 批准号: 22K05342
• 负责人: 村田 佳子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Suntory Foundation for Life Sciences
• 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-22K05342/
• 关键词: 鉄; 小腸; トランスポーター; ニコチアナミン; 植物性食物; アフリカツメガエル卵母細胞; 錯体; アイソトープ; 鉄代謝; ファイトシデロフォア; アミノ酸トランスポーター

本研究では、植物内在性キレート化合物であるニコチアナミン（NA）およびその鉄錯体が、小腸において吸収、輸送され、その後の代謝を含めた鉄輸送の全体像を明らかにすることである。その目的のため、今年度は以下の研究を行った。１）NA鉄錯体の排出トランスポーターの同定: アフリカツメガエル卵母細胞(oocytes)にヒトの小腸基底膜側に局在する鉄排出トランスポーターFPN1およびNA鉄錯体排出候補遺伝子の4F2hc(SLC3A2)と複合体化してアミノ酸を排出するLarge-中性アミノ酸トランスポーターLAT2(SLC7A8)を各々発現させて排出量を比較した。NA-59Feにおいて４F2hc/LAT2がFPN1よりも有意に大きな排出量を示した。またLAT2がこれまでの報告によりアミノ酸および甲状腺ホルモンの輸送に関与し、LAT2のアミノ酸配列134番目のアスパラギン酸をセりンに入れ替えることにより、ロイシンおよび甲状腺ホルモンの排出量が増加しており、NA鉄錯体も同様にLAT2のN134S変異体で排出量が大幅に増加した。このことからNA鉄錯体は、十二指腸の基底膜に存在する既存の２価鉄排出輸送体FPN1とは異なり、近位空腸に存在する4F2hc/ LAT2複合体であるアミノ酸トランスポーターで排出すると考えられた。２）鉄欠乏マウスのNA鉄錯体による回復実験：2週間鉄欠乏食で飼育することによりマウスを鉄欠乏にし、その後NA1mg+鉄0.1mg/0.1 mL生理食塩水、または鉄0.1mg/0.1mL生理食塩水、生理食塩水のみを各々経口投与し、回復を比較した。その結果、NA＋Fe投与群のほうがヘモグロビンやヘマトクリット値の回復が早かった。しかし、肝、腎、脾臓の鉄濃度は正常値に及ばなかった。濃度や鉄とNAの比率を検討する必要がある。

本研究的目的是阐明铁转运的整体情况，包括烟酰胺（NA）（一种内源性植物螯合物）及其铁络合物在小肠中的吸收和转运，以及随后的代谢。为此，我们今年进行了以下研究。 1) NA铁复合物外排转运蛋白的鉴定：在非洲爪蟾卵母细胞中，与位于人小肠基底膜侧的铁外排转运蛋白FPN1和N​​A铁复合物外排候选基因4F2hc (SLC3A2)复合。表达内化和排泄氨基酸的大中性氨基酸转运蛋白LAT2(SLC7A8)，并比较排泄量。在NA-59Fe中，4F2hc/LAT2显示出比FPN1显着更大的排泄量。此外，之前的报道表明，LAT2参与氨基酸和甲状腺激素的转运，通过将LAT2氨基酸序列中134位的天冬氨酸替换为丝氨酸，亮氨酸和甲状腺激素的排泄增加，NA LAT2 的 N134S 突变体中铁复合物的排泄也显着增加。这表明 NA 铁复合物是由近端空肠中存在的氨基酸转运蛋白 4F2hc/LAT2 复合物分泌的，这与十二指肠基底膜中现有的二价铁排泄转运蛋白 FPN1 不同。 2) 在缺铁小鼠中使用NA铁复合物的恢复实验：通过喂食缺铁饮食2周使小鼠缺铁，然后用1 mg NA + 0.1 mg铁/0.1 mL盐水或0.1分别仅口服水和生理盐水，并比较恢复情况。结果，NA+Fe给药组的血红蛋白和血细胞比容值恢复得更快。然而，肝脏、肾脏和脾脏中的铁含量低于正常水平。有必要考虑铁与NA的浓度和比例。

项目成果

植物体内の鉄輸送機構解明に向けたニコチアナミンプローブの開発研究

烟草胺探针的研发阐明植物铁转运机制

• 发表时间: 2022
• 作者: ○茅野;堤;小笠;村田;Karanjit Sangita; 難波
• 通讯作者: 難波

Uptake mechanism of iron-phytosiderophore from the soil based on the structure of yellow stripe transporter

基于黄条转运蛋白结构的土壤铁植物铁载体吸收机制

• DOI: 10.1038/s41467-022-34930-1
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 16.6
• 作者: Yamagata Atsushi;Murata Yoshiko;Namba Kosuke;Terada Tohru;Fukai Shuya;Shirouzu Mikako
• 通讯作者: Shirouzu Mikako

小腸における植物由来のキレート化合物ニコチアナミンによる鉄の取り込み

小肠中植物源性螯合化合物烟酰胺对铁的吸收

• 发表时间: 2022
• 作者: ○村田佳子;藤澤真琴;吉田雅美;渡辺健宏;難波康祐
• 通讯作者: 難波康祐

Unraveling the new biological roles and possible applications of phytosiderophores in plants and mammals

揭示植物铁载体在植物和哺乳动物中的新生物学作用和可能的应用

• DOI: 10.11299/metallomicsresearch.mr202202
• 发表时间: 2022
• 作者: Murata Yoshiko; Murata Jun; Namba Kosuke
• 通讯作者: Namba Kosuke

イネ科植物のムギネ酸による鉄吸収機構の解明

阐明草中麦根酸吸收铁的机制