細胞内スフィンゴ脂質選別輸送の分子機構と生体膜ドメイン形成にはたす役割

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12140206
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 花田 賢太郎 国立感染症研究所, 細胞化学部, 室長 (30192701)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深澤 征義 国立感染症研究所, 細胞化学部, 主任研究官 (20291130)
• Keywords: セラミド / スフィンゴミエリン / スフィンゴ脂質 / コレステロール / 膜輸送 / ラフト

Research Abstract

セラミド(Cer)は、小胞体の細胞質表面で合成された後、ゴルジ体の内側に移行して主要膜リン脂質の一種であるスフィンゴミエリン(SM)へと変換する。前年度までに、Cer輸送欠損細胞変異株を分離し、さらに、小胞体-ゴルジ体間Cer輸送のin vitro再構成系をも樹立し、これら実験系を用いた解析から、「小胞体-ゴルジ体間Cer輸送の主経路はATPおよび細胞質依存性である」ことを明らかにしている。
細胞内Cer輸送機構を解明していくには、本機能を特異的に阻害する薬剤が貴重な材料となると期待されるが、このような薬剤は知られていなかった。本年度は、化学合成した新規Cer構造類似体群のなかから、Cer-SM変換を阻害する化合物(HPA-12)を見いだし、本化合物がATPおよび細胞質依存性の小胞体-ゴルジ体間Cer輸送過程を選択的に阻害することを明らかにした。この結果は、Cerを選択的に認識する因子がCer輸送過程に関与していることを示唆している。
細胞表面膜タンパク質が細胞内に取り込まれて再分泌する際に、GPI-アンカー型蛋白質は、そうでない膜蛋白質に比べて、長い時間リサイクルエンドソームに遅滞する。この遅滞は、コレステロールおよびスフィンゴ脂質に依存していることを他研究室との共同研究によって明らかにした。

Research Products

• [Publications] Satoshi Yasuda: "A novel inhibitor of ceramids Tisfficking from the endoplasmic reticulum to the site of sphingompelin synthesis"The Journal of Biological Chemistry. 276巻47号. 43994-44002 (2001)
• [Publications] Masaharu Ueno: "Catalytic enantio selective synthesis of a novel inhibitor of ceramide trafficking,(1R,3R)-N-13-hydroxy-1-hydrixymethyl-3-plerylpropyl)-dodecomida(HPA-12)"Tetrahedron Letters. 42巻. 7863-7865 (2001)
• [Publications] 花田_賢太郎: "高等動物細胞におけるスフィンゴ脂質の生合成と細胞内輸送"生化学. 73巻・12号. 1397-1409 (2001)
• [Publications] Samit Chatterjee: "GPI anchoring leads to sphingolipid-dependent retention of endocytosed proteins in the recycling endasomal compartment"The EMBO Journal. 20巻・7号. 1583-1592 (2001)
• [Publications] Shu Kobayashi: "Convergent total synthesis of Khafrefungin and its inhibitory activity of fungal sphingolipid syntheses"The Journal of Organic Chemistry. 66巻・16号. 5580-5584 (2001)
• [Publications] Yukiko Miura: "Gs signaling is intact after disruption of lipidrafts"Biochemistry. 40巻・50号. 15418-15423 (2001)