Development of probes for glucosylated lipids, novel bioactive lipids, and their application for lipid function analysis

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06648
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長谷川 顕子 (山路顕子) 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 専任研究員 (20332314)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脂質解析プローブ / 生体膜

Outline of Annual Research Achievements

近年のリピドミクス解析の進展により、一群のグルコース化脂質の存在が明らかとなった。グルコース化脂質は、神経変性疾患・加齢性疾患・生活習慣病などへの関与が指摘されており、その代謝機構や生理機能への関心が高まっている。しかし、生体内でグルコース化脂質は極微量成分であり、効率的で汎用性のある解析手段に乏しいため、その代謝機構・動態・分子間相互作用などは未だ解明されていない。本研究では、まずグルコース化脂質のダイナミクス研究に有用な解析プローブを開発し、さらにそれを用いて、様々な細胞におけるグルコース化脂質の分布・細胞内動態・共局在分子の解析等を行う計画を立てた。これにより、この新奇生理活性脂質の生理機能や疾患との相関の分子機構の解明を目指した。
昨年度までに、いくつかのスクリーニングにより、脂質結合活性を持つ複数の蛋白質を見出し、それらについて詳細な脂質特異性を検討したところ、ある一つの蛋白質が、グルコース化脂質とは異なる脂質分子種に特異的に結合することを明らかにした。その標的脂質は、当初の目的であったグルコース化脂質ではないものの、やはり極微量成分でありながら生理機能や疾患への関与の可能性が示唆されており、そのダイナミクスはほとんど未解明であることから、これについて解析を進めることにした。
リコンビナント蛋白質の作製により、蛋白質の脂質結合領域を同定し、さらに脂質－蛋白質間結合様式について詳細な生化学的解析を行った。最終年度には、蛍光タグを付加した蛋白質を用いて、標的脂質の細胞内分布や動態の解析を行うとともに、標的脂質の関与が示唆されている生理機能への蛋白質の影響の解析に着手した。
今後は、この蛋白質を活用して標的脂質の細胞内動態や分子間相互作用をさらに詳細に解析し、この脂質が関与する生理的・病理的現象の分子機構の解明を進める。