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グリコシルホスファチジルイノシトール (GPI) 生合成の制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02415
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

木下 タロウ  大阪大学, 微生物病研究所, 特任教授(常勤) (10153165)

研究分担者 村上 良子  大阪大学, 微生物病研究所, 特任教授 (00304048)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードGPIアンカー / グリコシルホスファチジルイノシトール
研究開始時の研究の概要

グリコシルホスファチジルイノシトール (GPIと略記) はヒト細胞表面に存在する160種類余のタンパク質に結合し、細胞膜アンカーとして機能する。GPIはタンパク質に結合しないフリーの糖脂質としても存在する。本研究では未だ理解が進んでいないGPI生合成の量の制御機構、GPI中間体の細胞質側から内腔側へのフリップのメカニズム、フリーGPIの実態と細胞内動態の解明を進め、制御機構を含めたGPI生合成の完全理解を目指す。

研究成果の概要

「GPI生合成量の制御機構の解明」「GPI生合成中間体の細胞質側から内腔側へのフリップのメカニズムの解明」「タンパク質に結合していないフリーGPIの実態と細胞内動態を明らかにする」の3つを目的とした。第1の目的に関して、CD55など特定のGPIアンカー型タンパク質の前駆体が残存するとARV1に依存してGPI生合成を増加させることを見出した。第2の目的に関して、CLPTM1Lタンパク質が生合成中間体であるグルコサミンーホスファチジルイノシトールを反転させるスクランブラーゼであることを証明した。第3の目的に関しては、フリーGPIとGPI生合成中間体が細胞内で輸送されることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GPIの生合成は形態形成、生体防御、神経系形成、受精などに必須であり、GPI生合成の欠損は先天性グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)欠損症や発作性夜間ヘモグロビン尿症といった重篤な疾患を引き起こす。GPI生合成に関する徹底した研究は、生体の生理と病理の理解に重要である。本研究により得られた、GPI生合成量の制御機構に関する成果やGPI生合成中間体とフリーGPIの細胞内動態に関する成果は、GPI生合成とGPI欠損症に関わる知見を一層深化させることにより生体の生理と病理の理解に資する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件)

  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences/Jiangnan University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Nationwide Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 江南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 江南大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] AAV-based gene therapy ameliorated CNS-specific GPI defect in mouse models2024

    • 著者名/発表者名
      Murakami Yoshiko、Umeshita Saori、Imanishi Kae、Yoshioka Yoshichika、Ninomiya Akinori、Sunabori Takehiko、Likhite Shibi、Koike Masato、Meyer Kathrin C.、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Methods & Clinical Development

      巻: 32 号: 1 ページ: 101176-101176

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2023.101176

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of lipid scramblases in regulating lipid distributions at cellular membranes2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Yicheng、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      Biochemical Society Transactions

      巻: 51 号: 5 ページ: 1857-1869

    • DOI

      10.1042/bst20221455

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accumulated precursors of specific GPI-anchored proteins upregulate GPI biosynthesis with ARV1.2023

    • 著者名/発表者名
      Liu, Y.-S., Y. Wang, X. Zhou, L. Zhang, X.-D. Gao, Y. Murakami, M. Fujita and T. Kinoshita.
    • 雑誌名

      J. Cell Biol.

      巻: 222 号: 5 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1083/jcb.202208159

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A point mutation in GPI-attachment signal peptide accelerates the development of prion disease2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Hirata Tetsuya、Shimazaki Taishi、Munesue Yoshiko、Aoshima Keisuke、Kimura Takashi、Nio-Kobayashi Junko、Hasebe Rie、Takeuchi Atsuko、Matsuura Yuichi、Kusumi Satoshi、Koga Daisuke、Iwasaki Yasushi、Kinoshita Taroh、Mohri Shirou、Kitamoto Tetsuyuki
    • 雑誌名

      Acta Neuropathologica

      巻: 145 号: 5 ページ: 637-650

    • DOI

      10.1007/s00401-023-02553-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sequential hydrolysis of FAD by ecto-5′ nucleotidase CD73 and alkaline phosphatase is required for uptake of vitamin B2 into cells2022

    • 著者名/発表者名
      Shichinohe Natsuki、Kobayashi Daisuke、Izumi Ayaka、Hatanaka Kazuya、Fujita Rio、Kinoshita Taroh、Inoue Norimitsu、Hamaue Naoya、Wada Keiji、Murakami Yoshiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 12 ページ: 102640-102640

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102640

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide CRISPR screen reveals CLPTM1L as a lipid scramblase required for efficient glycosylphosphatidylinositol biosynthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Yicheng、Menon Anant K.、Maki Yuta、Liu Yi-Shi、Iwasaki Yugo、Fujita Morihisa、Guerrero Paula A.、Silva Daniel Varon、Seeberger Peter H.、Murakami Yoshiko、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 14 ページ: 7211-7211

    • DOI

      10.1073/pnas.2115083119

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ethanolamine‐phosphate on the second mannose is a preferential bridge for some GPI‐anchored proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Ishida Mizuki、Maki Yuta、Ninomiya Akinori、Takada Yoko、Campeau Philippe、Kinoshita Taroh、Murakami Yoshiko
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 23 号: 7

    • DOI

      10.15252/embr.202154352

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rescue of Glycosylphosphatidylinositol-Anchored Protein Biosynthesis Using Synthetic Glycosylphosphatidylinositol Oligosaccharides2021

    • 著者名/発表者名
      Guerrero Paula A.、Murakami Yoshiko、Malik Ankita、Seeberger Peter H.、Kinoshita Taroh、Varon Silva Daniel
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 16 号: 11 ページ: 2297-2306

    • DOI

      10.1021/acschembio.1c00465

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential use of p24 family members as cargo receptors for the transport of glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins and Wnt12021

    • 著者名/発表者名
      Tashima Yuko、Hirata Tetsuya、Maeda Yusuke、Murakami Yoshiko、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 171 号: 1 ページ: 75-83

    • DOI

      10.1093/jb/mvab108

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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