2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms that control cell-surface localization of glucose transporters under glucose-limited conditions
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15K18533
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
豊田 雄介 久留米大学, 分子生命科学研究所, 助教 (10587653)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | グルコース / グルコース輸送体 / シグナル伝達 / 低グルコース環境 / GLUT1 / グルコース枯渇 / Ght5 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分裂酵母細胞が低グルコース(0.1%以下)環境で増殖するために必要な分裂酵母糖輸送体であるGht5の細胞表面局在を制御する分子機構の解明が本研究の目的である。前年度に見出したGht5蛋白質Ser536残基のリン酸化の役割について追求した。低グルコース環境で培養したTORC2欠損変異細胞(tor1欠失、PDK1/ksg1変異、Akt/gad8変異)において、Ght5 Ser536リン酸化の低下が認められたがリン酸化を欠失する変異体は見いだせなかった。また、分裂酵母キナーゼ欠失株ライブラリーを用いてSer536リン酸化を網羅的に検出したが、当該リン酸化を欠失する変異細胞は見つからなかった。これらの結果からGht5 Ser536リン酸化の役割のさらなる追求は困難だと考えられる。Ght5蛋白質の細胞内局在を制御する分子機構を理解するためには、遺伝学的手法等の異なるアプローチが今後必要になるだろう。
本研究は低グルコース環境に対する進化上保存された応答機構の解明も目的とするので、低グルコース環境に対するヒト培養細胞の応答についても解析した。グルコース枯渇によって細胞内総膜画分に増量することが明らかとなったGRP78等の小胞体シャペロンは、高グルコース環境においてはGLUT1糖輸送体やNa+/K+ ATPaseといった複数回膜貫通蛋白質の細胞表面局在に必要であったが、意外なことに、グルコース枯渇環境では必要ではなくなった。その一方で、上皮成長因子受容体(EGFR)やアミノ酸輸送体構成因子CD98といった1回膜貫通蛋白質は、GRP78や環境グルコース濃度に依存することなく細胞表面に局在した。この結果は、酵母だけでなくヒトにおいても細胞内小胞輸送等の細胞機能が環境グルコース濃度に応じて調節を受けることを示している（論文投稿準備中）。
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