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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

研究課題

研究課題/領域番号 12140206
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

花田 賢太郎  国立感染症研究所, 細胞化学部, 室長 (30192701)

研究分担者 深澤 征義  国立感染症研究所, 細胞化学部, 主任研究官 (20291130)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
68,400千円 (直接経費: 68,400千円)
2004年度: 17,200千円 (直接経費: 17,200千円)
2003年度: 17,200千円 (直接経費: 17,200千円)
2002年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
2001年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
キーワードスフィンゴミエリン / セラミド / スフィンゴ脂質 / 細胞内輸送 / 脂質 / CERT / ホスファチジルイノシトール4リン酸 / レトロウイルスベクター / 遺伝性感覚神経障害 / セリンパルミトイル転移酵素 / 突然変異株 / コレステロール / 膜輸送 / ラフト / 膜ドメイン
研究概要

膜脂質の細胞内選別輸送のメカニズムはほとんど未解明のままである.主要膜リン脂質の一つであるスフィンゴミエリン(SM)の生合成では,小胞体で合成されたセラミドがゴルジ体に移行してSMへと変換される.我々は、細胞内セラミド選別輸送の欠損CHO細胞変異株を分離・解析し、その欠損を回復する遺伝子をクローニングする手法を通じて、セラミド選別輸送を担う特異的因子CERTの同定に成功した。CERTは、小胞体に会合するドメイン、ゴルジ体に会合するドメイン、およびセラミドを脂質膜から特異的に引き抜くドメインを持つことを昨年度までに明らかにした。
本年度は、人工膜を用いた膜間脂質転移アッセイによってCERTの基質認識選択性を詳細に解析した。その結果、CERTは、(1)セラミドの4つの立体化学異性体のうち、天然型のD-erythoro-セラミドのみを認識し、(2)スフィンゴシン、SM、コレステロールなどの他の脂質は認識できない。ただし、ジアシルグリセロールはわずかに認識する一方、(3)ジヒドロ型およびファイト型セラミドは認識し、また、様々なアミド鎖長のセラミドも認識することが明らかとなった。また、CERTとセラミド基質の結合比は、1対1であることも明らかにした。さらに、我々が以前開発したセラミド輸送阻害剤・HPA12は、CERTのアンタゴニストであることも示した。
一方、海外の研グループとの共同研究によって、酸化ストレスによる細胞死において新合成のセラミド蓄積が重要であることや、ジフテリア毒素の侵入に宿主細胞スフィンゴ脂質が必要であることなどを示唆した。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (22件)

  • [雑誌論文] Differential effects of modification of membrane cholesterol and sphingolipids on the conformation, function, and trafficking of the G protein-coupled cholecystokinin receptor2005

    • 著者名/発表者名
      Kaleeckal G.Harikumar
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 280

      ページ: 2176-2185

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CERT mediates intermembrane transfer of various molecular species of ceramides2005

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kumagai
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 280

      ページ: 6488-6495

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Diphtheria toxin translocation across cellular membranes is regulated by sphingolipids2005

    • 著者名/発表者名
      Bjorn Spilsberg
    • 雑誌名

      Biochemical and Biopysical Research Communications 329

      ページ: 465-473

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] De novo ceramide accumulation due to inhibition of its conversion to complex sphingolipids in apoptotic photosensitized cells2004

    • 著者名/発表者名
      Vladislav Dolgachev
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 279

      ページ: 23238-23249

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ceramide sensitizes astrocytes to oxidative stress : protective role of cannabinoids2004

    • 著者名/発表者名
      Arkaitz Carracedo
    • 雑誌名

      Biochemical Journal 380

      ページ: 435-440

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Hanada: "Serine palmitoyltransferase, a key enzyme of sphingolipid metabolism"Biochimica et Biophysics Acta. 1632. 16-30 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Vladislav Dalgachev: "The reactive oxygen species generation is independent of de novo sphingolipids in apoptotic photosensitized cells"Experimental Cell Research. 288. 425-436 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitaka Nakamura: "Stereoselective synthesis and structure-activity relationship of novel ceramide trafficking inhibitors, (1R,3R)-N-(3-hydroxy-1-hydroxymethyl-3-phenylpropyl)dodecanamide (HPA-12) and its analogues"Journal of Medicinal Chemistry. 46. 3688-3695 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Nakamura: "Chemistry and biology of khafrefungin. Large-scale synthesis, design, and structure-activity relationship of khafrefungin, an antifungal agent"Organic & Biomolecular Chemistry. 1. 3362-3376 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Hanada: "Molecular machinery for non-vesicular trafficking of ceramide"Nature. 426. 803-809 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yukiko Miura: "Hydrolysis of sphingosylphosphocholine by neutral sphingomyelinases"FEBS Letters. 557. 288-292 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Khemissa Bejaoui: "Hereditary sensory neuropathy type 1 mutations confer dominant-negative effects on serine palmitoyltransferase, critical for sphingolipid synthesis"The Journal of Clinical Investigation. 110・9. 1301-1308 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Frank Lafont: "Initial steps of Shigella infection depend on the cholesterol-sphingolipids raft-mediated CD44-IpaB interaction"The EMBO Journal. 21・17. 4449-4457 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Bambang Wispriyono: "A role of the de novo sphingolipids in apoptosis of photosensitized cells"Experimental Cell Research. 279. 153-165 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Yasuda: "Localization, topology, and function of the LCB1 subunit of serine palmitoyltransferase in mammalian cells"The Journal of Biological Chemistry. 278・6. 4176-4183 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Hanada: "Purification of mammalian serine palmitoyltransferase, a hetero-subunit enzyme for sphingolipid biosynthesis, by affinity-peptide chromatography"Membrane Protein Protocols. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yukiko Miura: "Gs signaling is intact after disruption of lipidrafts"Biochemistry. 40巻・50号. 15418-15423 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Hanada: "D-Serine inhibits serine palmitoyltrans ferose, the enzyme Catalyzing the first step of sphingolipid biosynthesis"FEBS Letters. 474巻. 63-65 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Funakoshi: "Reconstitution of ATP-and Cytosol-dependent transport of de novo synthesized ceramide to the site of sphingomyelin synthesis in semi-intact cells"The Journal of Biologicol Chemistry. 275巻. 29938-29945 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kentaro Hanada: "Selection of mammalian cell mutants in sphingolipid biosynthesis"Methods in Enzymology. 312巻. 304-317 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masayoshi Fukasawa: "Reduction of sphingomyelin level without accumulation of cevamide in eninese hamster ovary cells aflects detergent-resistant membrane domains"The Journal of Biological Chemistry. 275巻. 34028-34034 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Christiaan van Ooji: "Host cell-derived sphingolipids are reguired for the intracellular growth of Chlamydia trachomatis"Cellular Microbiology. 2巻. 627-637 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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