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分布不均匀。这种“脂质不对称”是真核生物的共同特性，如果其维持或调节受到严重破坏，没有一个细胞能够生存。主要研究人员之前在酿酒酵母中发现了一种脂质不对称传感器蛋白 Rim21，它可以感知脂质不对称的变化并触发适应性反应。在本研究中，我们试图阐明 Rim21 感知脂质不对称变化并向下游因子输出信号的分子机制。今年，我们研究了 Rim21 (Rim21C) C 端细胞质区域中重组蛋白与脂质之间的相互作用，该区域包含脂质不对称传感器基序。结果，他们发现Rim21C对带负电的脂质如磷脂酰丝氨酸和磷脂酸具有亲和力，而具有促进这些脂质去质子化作用的磷脂酰乙醇胺增加了这种亲和力。此外，泛素连接酶 Rsp5 的泛素化对于 Rim21 产生的脂质不对称信号转导至关重要。在本研究中，我们研究了Rim21参与泛素化的区域和泛素化位点。结果表明，Rim21C 内的 PxxY 基序是脂质不对称信号传导所必需的。 Rsp5 经常使用 PxxY 基序来识别并结合泛素化靶标。这些结果表明Rsp5的至少一个靶标可能是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。