The study on mechanism of phospholipid scrambling by Xkr8

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15731
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Sakuragi Takaharu 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: リン脂質スクランブラーゼ / Xkr8-Basigin複合体 / 構造解析 / 単粒子解析 / ホスファチジルセリン露出 / 'eat me'シグナル / アポトーシス

Outline of Final Research Achievements

Phospholipids in the plasma membranes are asymmetrically distributed. This asymmetrical distribution is disrupted in apoptotic cells, and phosphatidylserine, which normally localizes to the inner leaflet, is exposed to the cell surface. This process is supported by membrane proteins called scramblases, which transport phospholipids nonspecifically and bidirectionally. Xkr8-Basigin complex is a scramblase activated during apoptosis, but how it transports phospholipids remains elusive. In this study, we determined the inactive state structure of Xkr8-Basigin complex, which provided insights into the mechanism of phospholipid scrambling by the complex.

Free Research Field

リン脂質スクランブラーゼ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞がアポトーシスを起こすと、細胞表面に‘eat me’シグナルであるホスファチジルセリンを露出し、食細胞によって速やかに貪食される。このホスファチジルセリン露出に必須なスクランブラーゼ、Xkr8-Basigin複合体の機能が損なわれると、アポトーシス細胞が速やかに貪食されないため、個体においては自己免疫疾患や精子欠乏症を発症する。本研究ではXkr8-Basigin複合体の立体構造解析および変異体の機能解析により、この分子の作用機序の一端を解明した。この成果は将来、上記疾患の病態解明の基盤となることが期待される。