40年以上分子実体不明の哺乳類ホスホリパーゼCの発見と機能解析

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21J00197
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 村上 千明 千葉大学, 大学院理学研究院, 特任助教 (20908909)
• 研究期間 (年度): 2021-04-28 – 2024-03-31
• キーワード: ホスホリパーゼC / グリセロリン脂質 / ジアシルグリセロール / スフィンゴミエリン合成酵素 / ホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC / 脂質生物学 / 生理活性脂質 / シグナル伝達

研究実績の概要

ホスホリパーゼC（PLC）は，グリセロリン脂質を加水分解し，生理活性脂質のジアシルグリセロール（DG）を産生する酵素群である．哺乳類のPLCで，ホスファチジルコリン（PC）やホスファチジルエタノールアミン（PE）を基質とするPLCは，哺乳類にて活性発見後40年以上分子実体（遺伝子）が不明であった．
最近，我々は，スフィンゴミエリン合成酵素関連タンパク質 (SMSr)がPE，PC，ホスファチジルイノシトール（PI）等を加水分解しDGを産生するmulti-glycerophospholipid PLC hydrolase（MG-PLC）活性を示す「新タイプのPLC」であることを発見した．本研究ではSMSr/MG-PLCの機能解析を行い，MG-PLCの分子機構を明らかにすることを目的とした．
本年度の主な成果として下記の3つがある．①当該酵素の生理的意義の解析準備のため，SMSrノックアウトマウスを新たに作製した（千葉大学バイオメディカル研究センターとの共同研究）．②SMSrの他にPC-PLC活性を示す酵素群を同定するために，SMSrの触媒部位を指標にPLC候補タンパク質をデータベース上で検索し，複数の候補分子を見出した．興味深いことに， MG-PLCと配列類似性の高いSMS isoform 1 (SMS1)がin vitroでPC-PLC活性を有することを発見した（投稿準備中）．③SMS1およびSMSr/MG-PLCの機能を調べたところ，DGキナーゼζ（DGKζ）と当該酵素が相互作用することを見出した（投稿中）．すなわち，SMS1およびMG-PLCは生体内でDGKζに近接し，DGをDGKζに供給する可能性がある．
なお，研究代表者の特別研究員辞退（常勤研究職への採用）に伴い，本提案研究課題は当該年度で終了となる．　本研究で得た成果を基に，引き続き新規PLC酵素群の機能解析を行う．

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] McMaster University(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: McMaster University
• [国際共同研究] IGBMC（フランス国立科学研究センター）(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: IGBMC（フランス国立科学研究センター）
• [雑誌論文] Identification and characterization of diacylglycerol kinase ζ as a novel enzyme producing ceramide-1-phosphate (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Ayako、Kawashima Ayane、Honda Takuya、Kohama Takafumi、Murakami Chiaki、Sakane Fumio、Murayama Toshihiko、Nakamura Hiroyuki
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: 1868 ページ: 159307～159307
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2023.159307
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Saturated fatty acid? and/or monounsaturated fatty acid?containing phosphatidic acids selectively interact with heat shock protein 27 (2023)
  • 著者名/発表者名: Yachida Naoto、Hoshino Fumi、Murakami Chiaki、Ebina Masayuki、Miura Yuri、Sakane Fumio
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 299 ページ: 103019～103019
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2023.103019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct regions of Praja-1 E3 ubiquitin-protein ligase selectively bind to docosahexaenoic acid-containing phosphatidic acid and diacylglycerol kinase δ (2023)
  • 著者名/発表者名: Numagami Yuki、Hoshino Fumi、Murakami Chiaki、Ebina Masayuki、Sakane Fumio
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: 1868 ページ: 159265～159265
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2022.159265
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase ζ interacts with sphingomyelin synthase 1 and sphingomyelin synthase‐related protein via different regions (2023)
  • 著者名/発表者名: Furuta Masataka、Murakami Chiaki、Numagami Yuki、Suzuki Rika、Sakane Fumio
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1002/2211-5463.13628
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol 4,5‐bisphosphate‐specific phospholipase C β1 selectively binds dipalmitoyl and distearoyl phosphatidic acids via Lys946 and Lys951 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Fumi、Nakayama Maika、Furuta Masataka、Murakami Chiaki、Kato Ayumu、Sakane Fumio
  • 雑誌名: Lipids 巻: 57 ページ: 289～302
  • DOI: 10.1002/lipd.12356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase η regulates cell proliferation and its levels are elevated by glucocorticoids in undifferentiated neuroblastoma cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Masuda Yuka、Murakami Chiaki、Suzuki Rika、Sakane Fumio
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 602 ページ: 41～48
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.02.100
  • 査読あり
• [学会発表] ジアシルグリセロール（DG）キナーゼの基質DGはどこから来て，そして産生されたホスファチジン酸は何をしているのか？ (2023)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫, 村上千明
  • 学会等名: 第128回日本解剖学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] PHOSPHO1はホスファチジルコリンとホスファチジルエタノールアミンのホスホリパーゼC活性を持つ (2023)
  • 著者名/発表者名: 村上千明，堺 弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第65回日本脂質生化学会
• [学会発表] PHOSPHO1はホスファチジルコリンとホスファチジルエタノールアミンのホスホリパーゼC活性を持つ (2023)
  • 著者名/発表者名: 村上千明，堺 弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 2023年度日本生化学会関東支部例会
• [学会発表] Human sphingomyelin synthases display phosphatidylcholine-specific phospholipase C activity (2023)
  • 著者名/発表者名: Kamila Dilimulati, Chiaki Murakami, Kyoko Tsunoda, Rika Suzuki and Fumio Sakane
  • 学会等名: 2023年度日本生化学会関東支部例会
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼζとスフィンゴミエリン合成酵素（SMS）1及びSMS関連タンパク質の相互作用解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 古田将崇, 村上千明, 鈴木莉香，沼上雄紀, 坂根郁夫
  • 学会等名: 2022年度日本生化学会関東支部例会
• [学会発表] スフィンゴミエリン合成酵素 1 はグリセロリン脂質をセラミド非依存的に加水分解する (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木莉香, 村上千明, 古田将崇, 松山沙羅，坂根郁夫
  • 学会等名: 2022年度日本生化学会関東支部例会
• [学会発表] スフィンゴミエリン合成酵素1はグリセロリン脂質をセラミド非依存的に加水分解する (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木莉香, 村上千明, 古田将崇，坂根郁夫
  • 学会等名: 第64回日本脂質生化学会
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼζとスフィンゴミエリン合成酵素（SMS）1及びSMS関連タンパク質の相互作用解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 古田将崇, 村上千明, 鈴木莉香，沼上雄紀, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第64回日本脂質生化学会
• [学会発表] 哺乳類ホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC酵素群の同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 村上千明，鈴木莉香，坂根郁夫
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼζはスフィンゴミエリン合成酵素（SMS）1及びSMS関連タンパク質と相互作用する (2022)
  • 著者名/発表者名: 古田将崇, 村上千明, 沼上雄紀, 鈴木莉香, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第95回日本生化学会
• [学会発表] スフィンゴミエリン合成酵素１はグリセロリン脂質をセラミド非依存的に加水分解する (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木莉香, 村上千明, 古田将崇, 松山沙羅，坂根郁夫
  • 学会等名: 第95回日本生化学会
• [学会発表] 飽和および/または一価不飽和脂肪酸含有ホスファチジン酸は熱ショックタンパク質27と選択的に結合し、そのオリゴマーを解離させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷内田直人, 星野史規, 村上千明, 蝦名真行, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第95回日本生化学会
• [学会発表] E3ユビキチン-タンパク質リガーゼPraja-1のN末端領域とC末端領域はそれぞれ多価不飽和脂肪酸含有PAとジアシルグリセロールキナーゼδと相互作用する (2022)
  • 著者名/発表者名: 沼上雄紀, 星野規史, 村上千明, 蝦名真行, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第95回日本生化学会
• [備考] 千葉大学 国際高等研究基幹
  • URL: https://iaar.chiba-u.jp/
• [備考] Research map
  • URL: https://researchmap.jp/murakami_chiaki
• [備考] Google Scholar
  • URL: https://scholar.google.com/citations?user=lgRQ9pwAAAAJ&hl=en