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2021 Fiscal Year Annual Research Report

The study on mechanism of phospholipid scrambling by Xkr8

Research Project

Project/Area Number 20K15731
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

櫻木 崇晴  大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (10867906)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Keywordsスクランブラーゼ / 単粒子解析 / Xkr8 / Basigin
Outline of Annual Research Achievements

細胞膜を構成するリン脂質はその内層と外層で非対称的に分布している。例えば、ホスファチジルセリンは全て内層に局在するが、ホスファチジルコリンは主に外層に存在する。アポトーシス細胞ではこの非対称性が崩壊し、通常細胞膜の内層に存在するホスファチジルセリンが細胞表面に露出される。細胞表面に露出されたホスファチジルセリンは貪食細胞に対する‘eat me’シグナルとして働き、貪食を促進する。この過程には、リン脂質を区別無く双方向に輸送する膜タンパク質、スクランブラーゼの活性化が必要である。アポトーシス時に働くスクランブラーゼの実体としてXkr8/Basigin複合が同定されたが、この分子がどのようにリン脂質を認識し、輸送するのかは分かっていない。
前年度に、低温電子顕微鏡を用いた単粒子解析によってXkr8/Basigin複合体の定常状態の構造を3.8オングストロームの分解能で決定することに成功した。今年度は、その構造を基に変異体解析を行うことで、スクランブラーゼの作用機序の一端を明らかにした。具体的には、リン脂質の結合する疎水性の溝がリン脂質の出入口であること、Xkr8の膜貫通領域に階段状に並ぶ荷電アミノ酸が、リン脂質頭部が細胞膜を通過する際の通路を提供していることが示唆された。さらに、Xkr8に結合したリン脂質と、リン脂質の通路の細胞外側の端との間に存在するトリプトファンが、リン脂質のゲートキーパーとしてXkr8/Basigin複合体の活性を制御している可能性も示唆された。

  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The tertiary structure of the human Xkr8-Basigin complex that scrambles phospholipids at plasma membranes2021

    • Author(s)
      Sakuragi Takaharu、Kanai Ryuta、Tsutsumi Akihisa、Narita Hirotaka、Onishi Eriko、Nishino Kohei、Miyazaki Takuya、Baba Takeshi、Kosako Hidetaka、Nakagawa Atsushi、Kikkawa Masahide、Toyoshima Chikashi、Nagata Shigekazu
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology

      Volume: 28 Pages: 825~834

    • DOI

      10.1038/s41594-021-00665-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The tertiary structure of the human Xkr8-Basigin complex that scrambles phospholipids at plasma membranes2021

    • Author(s)
      Sakuragi Takaharu、Kanai Ryuta、Tsutsumi Akihisa、Narita Hirotaka、Onishi Eriko、Nishino Kohei、Miyazaki Takuya、Baba Takeshi、Kosako Hidetaka、Nakagawa Atsushi、Kikkawa Masahide、Toyoshima Chikashi、Nagata Shigekazu
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Book] 実験医学2022年3月号2022

    • Author(s)
      櫻木崇晴、長田重一
    • Total Pages
      133
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-2553-6
  • [Remarks] ヒトXkr8-Basigin複合体の立体構造解析

    • URL

      http://www.ifrec.osaka-u.ac.jp/jpn/research/20211012-1200.htm

URL: 

Published: 2022-12-28  

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