クライオ電子顕微鏡による膜輸送体の動的機構解明

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03216
• 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43040:生物物理学関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 西澤 知宏 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (80599077)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: クライオ電子顕微鏡 / 膜タンパク質 / 輸送体

研究成果の概要

膜輸送体は、脂質膜を越えた輸送を行うだけでなく、外界の環境の変化などに応じてその輸送活性を変化させることで、ヒトを含む生命活動において、多くの必須な役割を持つ。本研究では、クライオ電子顕微鏡による構造解析によって複数の膜輸送体の構造解析を行い、その分子機構の解明を行った。特に、P型輸送体ファミリーに属するポリアミン輸送体ATP13A2に関しては、輸送サイクルにおける複数中間体の構造から、他のP型輸送体には見られない独自の仕組みを持つことを明らかにした。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ATP13A2はリソソームではたらくポリアミン輸送体であり、細胞外からのポリアミン取り込み経路において重要な役割を持つ。ATP13A2はパーキンソン病の原因遺伝子としても同定されており、これは老化にともなって細胞内のポリアミン合成が減少すると、ATP13A2のはたらきが相対的に重要になるためであると考えられている。今回の研究から、ATP13A2はNTDと呼ばれる独自のドメインが脂質と相互作用して、特定のコンフォメーションを安定化することで、輸送活性を制御していることが示された。これらの成果は、将来的には、ATP13A2を標的とした、新たなパーキンソン病の治療薬の開発などへつながる可能性がある。