Enzymological analysis of a trace phosphopilid N-acyl-phosphatidylethanolamine

• Project/Area Number: 16K08589
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: Ueda Natsuo 香川大学, 医学部, 教授 (20193807)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇山 徹 香川大学, 医学部, 助教 (30457337) ; 坪井 一人 川崎医科大学, 医学部, 講師 (80346642)
• Research Collaborator: Hussain Zahir ; Smriti Sultana Binte Mustafiz
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: N-アシルホスファチジルエタノールアミン / リン脂質 / 酵素 / 脂質メディエーター / N-アシルエタノールアミン / N-アシルトランスフェラーゼ / エンドカンナビノイド / PLAATファミリー

Outline of Final Research Achievements

N-Acylphosphatidylethanolamine (N-acyl-PE) is a class of trace phospholipids, which ubiquitously occurs in natural world. N-Acyl-PE serves as a precursor of the lipid mediator N-acylethanolamine and shows membrane-stabilizing effect per se. In this research project, we characterized PLAAT1 (phospholipase A and acyltransferase 1) and cytosolic phospholipase A2-epsilon (cPLA2-epsilon), which are two enzymes functioning as N-acyl-PE-forming N-acyltransferases in humans and mice, and obtained new findings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PEからN-アシル-PEを生成する２種類の「N-アシルトランスフェラーゼ」のうち、PLAAT1については新たなアイソフォームをヒトとマウスで見出し、それがヒトでは唯一の転写物であり、核内に局在することを明らかにした。cPLA2εについてはヒトの酵素がマウスの酵素と同様にCa2+要求性の活性を示すことや、同活性がホスファチジルセリン等の酸性リン脂質の存在下で増強されることを見出した。
これらの成果は、これまで不明な点の多かったN-アシルトランスフェラーゼの性状を明らかにした点で、酵素学および脂質生化学の学問の進展に寄与するとともに、医薬品として期待される本酵素の阻害剤の開発に向けて役立つ。

Research Products

• [Journal Article] 脂質メディエーター N -アシルエタノールアミンの代謝に関する酵素学的研究 (2019)
  • Author(s): 上田夏生
  • Journal Title: ビタミン Volume: 93 Pages: 103-114
  • NAID: 130007822424
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of intracellular anionic phospholipids in the production of N-acyl-phosphatidylethanolamines by cytosolic phospholipase A2epsilon (2018)
  • Author(s): Binte Mustafiz Smriti Sultana、Uyama Toru、Hussain Zahir、Kawai Katsuhisa、Tsuboi Kazuhito、Araki Nobukazu、Ueda Natsuo
  • Journal Title: The Journal of Biochemistry Volume: 165 Issue: 4 Pages: 343-352
  • DOI: 10.1093/jb/mvy104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endocannabinoids and related N-acylethanolamines: biological activities and metabolism (2018)
  • Author(s): Tsuboi Kazuhito、Uyama Toru、Okamoto Yasuo、Ueda Natsuo
  • Journal Title: Inflammation and Regeneration Volume: 38 Issue: 1 Pages: 28-28
  • DOI: 10.1186/s41232-018-0086-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phosphatidylserine-stimulated production of N -acyl-phosphatidylethanolamines by Ca 2+ -dependent N -acyltransferase (2018)
  • Author(s): Hussain Zahir、Uyama Toru、Kawai Katsuhisa、Binte Mustafiz Smriti Sultana、Tsuboi Kazuhito、Araki Nobukazu、Ueda Natsuo
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta-Mol Cell Biol Lipids Volume: 1863 Issue: 5 Pages: 493-502
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2018.02.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Biosynthetic Pathways of N-Acylethanolamines in Mammals (2018)
  • Author(s): Binte Mustafiz Smriti Sultana、Uyama Toru、Hussain Zahir、Tsuboi Kazuhito、Ueda Natsuo
  • Journal Title: eLS Volume: なし Pages: 1-11
  • DOI: 10.1002/9780470015902.a0027711
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PLAAT(PLA2G16)ファミリー (2018)
  • Author(s): 宇山徹、上田夏生
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 264 Pages: 171-176
• [Journal Article] Mammalian enzymes responsible for the biosynthesis of N -acylethanolamines (2017)
  • Author(s): Hussain Zahir、Uyama Toru、Tsuboi Kazuhito、Ueda Natsuo
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta-Mol Cell Biol Lipids Volume: 1862 Issue: 12 Pages: 1546-1561
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2017.08.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An involvement of phospholipase A/acyltransferase family proteins in peroxisome regulation and plasmalogen metabolism (2017)
  • Author(s): Uyama Toru、Tsuboi Kazuhito、Ueda Natsuo
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 591 Issue: 18 Pages: 2745-2760
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12787
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peripheral tissue levels and molecular species compositions of N-acyl-phosphatidylethanolamine and its metabolites in mice lacking N-acyl-phosphatidylethanolamine-specific phospholipase D (2017)
  • Author(s): Inoue Manami、Tsuboi Kazuhito、Okamoto Yoko、Hidaka Mayumi、Uyama Toru、Tsutsumi Toshihiko、Tanaka Tamotsu、Ueda Natsuo、Tokumura Akira
  • Journal Title: J Biochem Volume: 162 Issue: 6 Pages: 449-458
  • DOI: 10.1093/jb/mvx054
  • NAID: 40021421359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] グリセロホスホジエステラーゼ・ファミリーによるN-アシルエタノールアミンおよびリゾホスファチジン酸の生成 (2017)
  • Author(s): 坪井一人, 宇山徹，上田夏生
  • Journal Title: ビタミン Volume: 91 Pages: 489-496
  • NAID: 130007472636
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparative analyses of isoforms of the calcium-independent phosphatidylethanolamine N-acyltransferase PLAAT-1 in humans and mice (2016)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Araki, N., and Ueda, N.
  • Journal Title: J. Lipid Res. Volume: 57 Issue: 11 Pages: 2051-2060
  • DOI: 10.1194/jlr.m071290
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A quantitative study on splice variants of N-acylethanolamine acid amidase in human prostate cancer cells and other cells (2016)
  • Author(s): Sakura, Y., Tsuboi, K., Uyama, T., Zhang, X., Taoka, R., Sugimoto, M., Kakehi, Y., and Ueda, N.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta-Mol. Cell Biol. Lipids Volume: 1861 Issue: 12 Pages: 1951-1958
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2016.09.018
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Calcium-dependent generation of N-acylethanolamines and lysophosphatidic acids by glycerophosphodiesterase GDE7 (2016)
  • Author(s): Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Hussain, Z., Yamashita, R., Okamoto, Y., Uyama, T., Yamazaki, N., Tanaka, T., Tokumura, A., and Ueda, N.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta-Mol. Cell Biol. Lipids Volume: 1861 Issue: 12 Pages: 1881-1892
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2016.09.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 明らかになり始めた新規脂質代謝酵素群phospholipase A/acyltransferase (PLAAT) familyの生理機能 (2016)
  • Author(s): 宇山徹，渡邊政博, 坪井一人, 上田夏生
  • Journal Title: ビタミン Volume: 90 Pages: 379-389
  • NAID: 130006283679
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Studies with purified cytosolic phospholipase A2εreveal the stimulatory effect of phosphatidylserine on its Ca2+-dependent N-acyltransferase activity (2018)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Mustafiz, S.S.B., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 第59回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] Enhancement of cytosolic phospholipase A2ε-catalyzed formation of N-acyl-phosphatidylethanolamine by phosphatidylserine (2018)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Mustafiz, S.S.B., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 第60回日本脂質生化学会
• [Presentation] ホスファチジルセリンによるN-アシルエタノールアミン生合成の制御 (2018)
  • Author(s): 宇山 徹，Zahir Hussain，川合 克久，Smriti Sultana Binte Mustafiz，坪井 一人，荒木 伸一，上田 夏生
  • Organizer: 日本ビタミン学会第70回大会
• [Presentation] Characterization of cytosolic phospholipase A2ε: phosphatidylserine-stimulated production of N-acyl-phosphatidylethanolamine (2018)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Mustafiz, S.S.B., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 28th Annual Symposium of the International Cannabinoid Research Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of purified cytosolic phospholipase A2εreveals the stimulatory effect of phosphatidylserine (2018)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Mustafiz, S.S.B., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
• [Presentation] N-アシル-ホスファチジルエタノールアミン特異的ホスホリパーゼD欠損マウスの末梢臓器における関連脂質とその代謝経路の解析 (2018)
  • Author(s): 坪井 一人，井上 愛美，岡本 蓉子，日高 麻由美，宇山 徹，堤 敏彦，田中 保，岡本 安雄，上田 夏生，徳村 彰
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
• [Presentation] 必須脂肪酸由来の生理活性脂質と関連脂質分子に関する酵素学的研究 (2018)
  • Author(s): 上田夏生
  • Organizer: 日本ビタミン学会創立70周年記念シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 脂質メディエーター研究の最前線～マリファナからエンドカンナビノイド、そして脂質生化学へ～ (2018)
  • Author(s): 上田夏生
  • Organizer: 第10回天然物薬用研究会
  • Invited
• [Presentation] cDNA cloning and characterization of long isoform of calcium-independent phospholipase A/acyltransferase-1 (PLAAT-1) that produces N-acyl-phosphatidylethanolamines (2017)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 第58回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] 前立腺癌細胞株における抗炎症脂質分解酵素N-アシルエタノールアミン水解酸性アミダーゼ（NAAA）のsplice variantの発現解析 (2017)
  • Author(s): 佐倉雄馬，坪井一人，張霞，筧善行，上田夏生
  • Organizer: 第58回日本生化学会中国・四国支部例会
• [Presentation] LRATファミリーに属するPLAAT-1の２つのアイソフォームの比較機能解析 (2017)
  • Author(s): 宇山徹，Zahir Hussain，川合克久，Iffat Ara Sonia Rahman，坪井一人，荒木伸一，上田夏生
  • Organizer: 日本ビタミン学会第69回大会
• [Presentation] Calcium-independent generation of N-acylphosphatidylethanolamines (NAPEs) by phospholipase A/acyltransferase-1 isoforms in humans and mice (2017)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Kawai, K., Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 第59回日本脂質生化学会
• [Presentation] Characterization of isoforms of the calcium-independent N-acyltransferase PLAAT-1 in humans and mice (2017)
  • Author(s): Uyama, T., Hussain, Z., Kawai, K., Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Araki, N., Ueda, N.
  • Organizer: 27th Annual Symposium of the International Cannabinoid Research Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 抗炎症脂質パルミトイルエタノールアミドを加水分解するリソソーム酵素NAAAの前立腺癌細胞株におけるスプライスバリアントの発現解析 (2017)
  • Author(s): 上田夏生，佐倉雄馬，坪井一人，宇山徹，筧善行
  • Organizer: 第38回日本炎症・再生医学会
• [Presentation] Functional expression of human cytosolic phospholipase A2ε as Ca2+-dependent phosphatidylethanolamine N-acyltransferase (2017)
  • Author(s): Hussain, Z., Uyama, T., Tonai, T., Ueda, N.
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会
• [Presentation] 脂溶性バイオファクターであるN-アシルエタノールアミンの生合成機構 (2017)
  • Author(s): 宇山徹，坪井一人，上田夏生
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会
  • Invited
• [Presentation] バイオファクターであるN-アシルエタノールアミンとリゾホスファチジン酸（LPA）の新規生合成機構 (2016)
  • Author(s): 坪井 一人，Iffat Ara Sonia Rahman，Zahir Hussain，山下 量平，岡本 蓉子，宇山 徹，田中 保，徳村 彰，上田 夏生
  • Organizer: 第353回脂溶性ビタミン総合研究委員会
  • Place of Presentation: ホテル伊東ガーデンAGS館（静岡県伊東市）
  • Year and Date: 2016-12-02
• [Presentation] The phospholipase A/acyltransferase (PLAAT) family proteins: a possible involvement in regulation of peroxisome biogenesis and formation of N-acylated plasmenylethanolamines (2016)
  • Author(s): Ueda, N.
  • Organizer: The 1st International Plasmalogen Symposium
  • Place of Presentation: Centennial Hall Kyushu University School of Medicine (Fukuoka, Japan)
  • Year and Date: 2016-11-07
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Phospholipase A/acyltransferase-3 regulates peroxisome levels by inhibiting Pex19p (2016)
  • Author(s): Uyama, T., Watanabe, M., Kawai, K., Kono, N., Tsuboi, K., Araki, N., Arai, H., Ueda, N.
  • Organizer: The 1st International Plasmalogen Symposium
  • Place of Presentation: Centennial Hall Kyushu University School of Medicine (Fukuoka, Japan)
  • Year and Date: 2016-11-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GDE7はリゾホスホリパーゼD型酵素としてN-アシルエタノールアミンとLPAを生成する (2016)
  • Author(s): 坪井 一人，Rahman Iffat Ara Sonia，岡本 蓉子，宇山 徹，山崎 尚志，田中 保，徳村 彰，上田 夏生
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター, 東北大学川内北キャンパス（仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] ヒト前立腺癌細胞株及びその他の細胞株におけるN-アシルエタノールアミン水解酸性アミダーゼ（NAAA）のスプライスバリアントの発現解析 (2016)
  • Author(s): 佐倉 雄馬，坪井 一人，宇山 徹，張 霞，筧 善行，上田 夏生
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター, 東北大学川内北キャンパス（仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] A possible involvement of acid ceramidase in the degradation of N-acylethanolamines (2016)
  • Author(s): Tsuboi, K., Tai, T., Okamoto, Y., Yamashita, R., Rahman, I.A.S., Uyama, T., Houchi, H., Tanaka, T., Tokumura, A., Ueda, N.
  • Organizer: 26th Annual Symposium of the International Cannabinoid Research Society
  • Place of Presentation: Bukovina (Poland)
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脂質メディエーターであるN-アシルエタノールアミンとLPAを生成する新規酵素の解析 (2016)
  • Author(s): 坪井 一人，Iffat Ara Sonia Rahman，岡本 蓉子，宇山 徹，田中 保，徳村 彰，上田 夏生
  • Organizer: 日本ビタミン学会第68回大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山市）
  • Year and Date: 2016-06-17
• [Presentation] 酸性セラミダーゼによる細胞内N-アシルエタノールアミンの加水分解 (2016)
  • Author(s): 坪井 一人，田井 達也，岡本 蓉子，山下 量平，Iffat Ara Sonia Rahman，宇山 徹，芳地 一，田中 保，徳村 彰，上田 夏生
  • Organizer: 第58回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 秋田市にぎわい交流館AU（秋田市）
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] 口腔粘膜上皮細胞に存在する膜結合型リゾホスホリパーゼD (2016)
  • Author(s): 松田 璃沙，坪井 一人，岡本 蓉子，山下 量平，Iffat Ara Sonia Rahman，日高 麻由美，山崎 尚志，上田 夏生，田中 保，徳村 彰
  • Organizer: 第58回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 秋田市にぎわい交流館AU（秋田市）
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] Glycerophosphodiesterases, GDE4 and GDE7, are novel lysophospholipase D-type enzymes generating N-acylethanolamine and LPA (2016)
  • Author(s): Rahman, I.A.S., Tsuboi, K., Okamoto, Y., Uyama, T., Yamazaki, N., Tanaka, T., Tokumura, A., Ueda, N.
  • Organizer: 第57回日本生化学会中国・四国支部例会
  • Place of Presentation: 高知大学岡豊キャンパス(高知県南国市)
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] 前立腺癌細胞株におけるN-アシルエタノールアミン水解酸性アミダーゼ（NAAA）splice variantの発現解析 (2016)
  • Author(s): 佐倉 雄馬，坪井 一人，筧 善行，上田 夏生
  • Organizer: 第104回日本泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター他（仙台市）
  • Year and Date: 2016-04-23
• [Remarks] 香川大学医学部 生体分子医学講座 生化学
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~biochem/index.html
• [Remarks] カダイラボ
  • URL: https://www.kagawa-u.ac.jp/kadailab/22896/
• [Remarks] 香川大学医学部生体分子医学講座生化学ホームページ
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~biochem/index.html
• [Remarks] 香川大学医学部生化学ホームページ
  • URL: http://www.med.kagawa-u.ac.jp/~biochem/index.html