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2020 年度 実績報告書

液胞アミノ酸排出機構解明によるオートファジーアミノ酸リサイクルの生理的意義の検討

研究課題

研究課題/領域番号 18K05560
研究機関愛媛大学

研究代表者

関藤 孝之  愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20419857)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード液胞 / トランスポーター / オートファジー / TORC1 / Saccharomyces cerevisiae
研究実績の概要

前年度までの解析より、酵母VBT1遺伝子を破壊すると液胞内塩基性アミノ酸量が大幅に減少することから、Vbt1は塩基性アミノ酸を液胞内に取り込むトランスポーターであるとの仮説を立てた。昨年、VBT1と同一の遺伝子が他のグループから発表され、以後遺伝子名をVSB1と改め実験を進めた。Vsb1のNおよびC末端にタグを付加すると機能を失ったが、N末端親水性領域と第1膜貫通領域の間にHAタグを挿入することにより、機能を保持したHA-Vsb1の検出が可能となった。さらに液胞膜小胞を用いて、HA-Vsb1依存的なアミノ酸輸送活性が検出されたことから、Vsb1が液胞アミノ酸トランスポーターとして機能することが強く示唆された。また液胞内塩基性アミノ酸蓄積に重要なアミノ酸残基の特定にも成功し、これらの結果を合わせて論文発表した。
前年度論文発表したPQループタンパク質Ypq2の分裂酵母ホモログStm1を出芽酵母に発現させ、単離した液胞膜小胞を用いてStm1がYpq2同様ヒスチジン濃度勾配およびプロトン濃度勾配依存的なアルギニン取り込み活性を有するとともに、リジンの取り込み活性も有することが示唆された。これら結果をまとめ、PQループタンパク質が種を越えて液胞アミノ酸輸送に機能することを論文発表した。
液胞アミノ酸トランスポーターの発現調節については、前年度までのAVT4遺伝子に加え、酸性アミノ酸トランスポーターをコードするAVT6がクロマチン免疫沈降実験によってGATA転写因子の直接的な調節を受けることを明らかにし、論文発表した。GATA転写因子は窒素源の変化に応答してアミノ酸代謝関連酵素の発現を誘導する。他にもGATA転写因子の直接的な制御下にある液胞アミノ酸トランスポーター遺伝子を見出しており、本研究では細胞内アミノ酸恒常性への寄与が液胞アミノ酸輸送の生理機能の一つであることが示された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Ygr125w/Vsb1-dependent accumulation of basic amino acids into vacuoles of Saccharomyces cerevisiae2021

    • 著者名/発表者名
      Kawano-Kawada Miyuki、Ichimura Haruka、Ohnishi Shota、Yamamoto Yusuke、Kawasaki Yumi、Sekito Takayuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 ページ: 1157~1164

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The vacuolar amino acid transport system is a novel, direct target of GATA transcription factors2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Akane、Kimura Takumi、Hondo Kana、Kawano-Kawada Miyuki、Sekito Takayuki
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 ページ: 587~599

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stm1 is a vacuolar PQ-loop protein involved in the transport of basic amino acids in Schizosaccharomyces pombe2021

    • 著者名/発表者名
      Kawano-Kawada Miyuki、Ueda Taisuke、Mori Hikari、Ichimura Haruka、Takegawa Kaoru、Sekito Takayuki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 1863 ページ: 183507~183507

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2020.183507

    • 査読あり
  • [学会発表] AVT液胞アミノ酸トランスポーターの窒素飢餓に応答した発現調節2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤明香音,木村匠,河田(河野)美幸,関藤孝之
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第58回講演会
  • [学会発表] 出芽酵母における液胞内塩基性アミノ酸蓄積に関与するトランスポーターの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      市村悠,大西祥太,川崎祐美,山本悠介,関藤孝之,河田美幸
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第58回講演会
  • [学会発表] 窒素源に応答したAVT液胞アミノ酸トランスポーターの転写調節2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤明香音,中津秀介,木村匠,村上瑛夢,兵頭美波,児玉理美,河田美幸,関藤孝之
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 塩基性アミノ酸蓄積に関わる出芽酵母液胞トランスポーターの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      市村悠,大西祥太,川崎祐美,山本悠介,関藤孝之,河田美幸
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 液胞膜を介したアミノ酸輸送の分子装置2020

    • 著者名/発表者名
      関藤孝之,河田美幸
    • 学会等名
      第72回日本生物工学会大会シンポジウム「酵母細胞内における最大の貯蔵庫「液胞」が果たす機能の多様性とその応用展開について」
    • 招待講演
  • [学会発表] 塩基性アミノ酸蓄積に関わる液胞トランスポーターの同定とその機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      大西祥太,川崎裕美,市村悠,関藤孝之,河田美幸
    • 学会等名
      第61回日本生化学会中国・四国支部例会
  • [学会発表] 液胞アミノ酸トランスポーターAvt4の活性調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      山本悠介,大槻華,佐藤明香音,國米春香,石本晶也,関藤孝之,河田美幸
    • 学会等名
      第61回日本生化学会中国・四国支部例会
  • [学会発表] 液胞アミノ酸トランスポーター発現の窒素飢餓応答2020

    • 著者名/発表者名
      中津秀介,木村匠,佐藤明香音,村上瑛夢,兵頭美波,児玉理美,本藤加奈,河田美幸,関藤孝之
    • 学会等名
      第61回日本生化学会中国・四国支部例会

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公開日: 2021-12-27  

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