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2023 年度 実績報告書

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
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
研究実績の概要

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した。本年度の実績は以下の通りである。
第1の研究目的であるGPI生合成量の制御機構に関し、小胞体膜タンパク質であるARV1がGPI生合成第1ステップを司る酵素の成分であるPIGQと結合することをR4年度に見出したので、R5度はPIGQ上のARV1相互作用部位を特定した。そしてARV1が第1ステップの反応を大きく増強すること、それはPIGQとの結合を介して行われることを証明した。さらに、ARV1を含む酵素複合体と含まない複合体を単離し、インビトロでの酵素反応を比較したところ、ARV1を含む複合体には基質であるホスファチジルイノシトールが結合していて、酵素活性が数倍程度高いことがわかった。以上から、従来様々な脂質の制御に働くことが報告されているARV1が、GPI生合成の第1ステップの酵素であるGPI-Nアセチルグルコサミン転移酵素の活性制御にも働いていることがわかった。ARV1はGPI-Nアセチルグルコサミン転移酵素の成分として働き、おそらくはホスファチジルイノシトールの利用を促進して酵素活性を増強すると考えられた。R4年度に見出したCD55前駆体によるGPI生合成の上昇にARV1が必要であることは、今年度の結果と合わせ、GPI生合成の量の上昇が第1ステップの活性増強を介していることを示している。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件)

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

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chinese Academy of Sciences/Jiangnan University
  • [国際共同研究] Nationwide Hospital(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Nationwide Hospital
  • [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 ページ: 101176~101176

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2023.101176

    • 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 ページ: 1857~1869

    • DOI

      10.1042/BST20221455

    • 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 ARV12023

    • 著者名/発表者名
      Liu Yi-Shi、Wang Yicheng、Zhou Xiaoman、Zhang Linpei、Yang Ganglong、Gao Xiao-Dong、Murakami Yoshiko、Fujita Morihisa、Kinoshita Taroh
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 222 ページ: e202208159-

    • DOI

      10.1083/jcb.202208159

    • 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 ページ: 637~650

    • DOI

      10.1007/s00401-023-02553-5

    • 査読あり

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公開日: 2024-12-25  

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