2023 Fiscal Year Final 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 Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Kambe Taiho 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 / 生命金属 / 金属配位 / 亜鉛酵素 / 吸収 / 毒性金属 / 撹乱 / マンガン |
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| Outline of Final Research Achievements |
We reported several new findings related to the mechanism by which zinc transported by zinc transporters is supplied to and coordinated by target proteins. Specifically, we demonstrated that zinc transported by the early secretory pathway-resident ZNT5-6 and ZNT7 is supplied to the acid sphingomyelinase (Sphingomyelin Phosphodiesterase 1, SMPD1), GPI-anchored biosynthetic enzymes and tyrosinase-related protein 1 (TYRP1). We also elucidated the regulatory mechanism of the expression of the zinc transporter ZNT1, which is important for zinc efflux from the cells, and generated a model for the regulatory mechanism of zinc absorption conducted by ZNT1 in the intestinal epithelial cells. Furthermore, we found that manganese competes with zinc in animal cells and reported novel findings that excess manganese disrupts zinc metabolism in mammalian cells.
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| Free Research Field |
細胞生化学、栄養生化学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
今回見出した亜鉛によるTYRP1の活性化に関する知見は、70年以上にわたって、色素形成に重要な補因子は銅のみであると考えられてきた概念を覆す発見となった。このように、亜鉛酵素が、亜鉛輸送体に輸送された亜鉛を獲得するメカニズムの多くは解明されておらず、本研究の成果は、この点において重要である。また、今回ZNT1が関わる亜鉛吸収モデルの提示は、亜鉛吸収の機序に関する知見が十分得られていない状況を大きく改善する重要な成果となる。さらに、動物細胞においてマンガンが亜鉛代謝に影響を与えるという報告は皆無であったため、今回見出した知見は、金属が関与する疾患発症の機序やその治療にも役立つ意義ある成果となる。
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