2023 Fiscal Year Annual Research Report
Protein metalation that controls biometal dynamics in the cells
| Project Area | Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System |
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| Project/Area Number |
19H05768
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
神戸 大朋 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90303875)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宗兼 将之 金沢大学, 薬学系, 助教 (80804806)
杉本 宏 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90344043)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 亜鉛輸送体 / メタレーション / 生命金属 / マンガン / 相互作用 / 有害金属 / 攪乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TYRとTYRP1はメラニンの生合成に重要な役割を果たす。両者は、高い相同性を有しており、活性中心で金属を配位するアミノ酸残基は6つのヒスチジンで一致しているが、TYRは銅を、TYRP1は亜鉛を補因子とするという興味深い特徴を有する。TYRとTYRP1がどのようにしてCuとZnを正しく区別できるのかを明らかにすることを目的に、相同性の低い領域をそれぞれに入れ換えたドメイン交換キメラ変異体を作成して発現解析を行い、それぞれのN末端側に重要な領域が存在することを示唆する結果を得た。
また、初期分泌経路に局在するZNT5-6ヘテロ二量体とZNT７ホモ二量体が輸送した亜鉛が、複合型N型糖鎖とハイブリッド型N型糖鎖とを区別する重要な酵素であるゴルジマンノシダーゼII（GMII）の活性に不可欠であることを明らかにした。両ZNT複合体を欠損させた細胞では、複合型糖鎖が減少し、逆にハイブリッド型糖鎖が増加することを示した。GMIIの活性増加は、N型糖鎖の構造を変化させることを通じてガンの増殖と密接にかかわっているため、現在、ZNT5-6ヘテロ二量体とZNT７ホモ二量体の機能を欠損させたガン細胞の転移・増殖能の変化について、解析を進めている。
動物細胞内での金属の拮抗では、ZnとCuの関係が知られているが、ZnとMnが拮抗することを発見し、この機序に関する解析を実施した。Mnの過剰状態やMn排出輸送体SPCA1を欠損させた細胞株では、ZNT1やメタロチオネイン（MT）といった細胞内Znホメオスタシス維持に重要なタンパク質の発現が低下するとともに、Zn酵素活性が低下することを明らかにした。本結果はMnの存在によってZn代謝が攪乱されることを示しており、その機序に関してさらなる解析を進めている。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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