Regulation of cellular functions by phospholipids

磷脂对细胞功能的调节

• 批准号: 20K06643
• 负责人: 宮田 暖
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06643/
• 关键词: ミトコンドリア; ホスファチジルエタノールアミン; G0細胞; ミトコンドリアエネルギー代謝; リン脂質合成制御; ホスファチジルセリン; 静止期細胞; エネルギー代謝; AMPK; Acc1; Pyc1; リン脂質; 細胞小器官

ミトコンドリア内膜におけるリン脂質ホスファチジルエタノールアミン(PE)の合成は、前駆体リン脂質であるホスファチジルセリン(PS)の小胞体からの輸送に依存している。代表者は以前に、グルコース枯渇時の出芽酵母においてミトコンドリアPE合成がミトコンドリア内PS輸送体Ups2-Mdm35依存的に促進すること、Ups2の欠損はグルコース枯渇時の酵母の静止期(G0)細胞への分化を促進させることを見いだしていた。本研究では、細胞のリン脂質合成制御機構およびその生理的意義の解析を試みた。研究の結果、Ups2やPE合成酵素Psd1の欠損によるミトコンドリアPE合成低下は、グルコース枯渇時の出芽酵母において細胞内エネルギーセンサーであるSnf1(哺乳動物AMPK)の過剰活性化を引き起こすことを見いだした。また活性化したSnf1/AMPKは、その下流においてアセチル-CoAカルボキシラーゼ(Acc1)の活性を抑制することでG0細胞分化を、ピルビン酸カルボキシラーゼ(Pyc1)の発現を上昇させることによってミトコンドリアにおけるATP産生をそれぞれ促進させていることを見いだした。これらのことより、グルコース枯渇時に合成が促進するミトコンドリアPEにはSnf1/AMPKの活性を介して細胞分化、エネルギー代謝制御に重要な生理作用を有すると考えられる。また、哺乳動物PS合成酵素PSS1は小胞体膜タンパク質であり、細胞内PS量に応じて酵素活性が制御されている。PSS1の点変異による酵素活性制御の破綻は、先天性骨形成不全症であるLenz-Majewski症候群の原因となる。代表者は、このようなPSS1の活性制御に関わるアミノ酸残基が、サイトゾル側に配向していることを見いだした。このことから、PSS1はPSを小胞体膜のサイトゾル側で検知し、自身の酵素活性を制御していることが示唆された。

ミ ト コ ン ド リ ア lining に お け る リ ン lipid ホ ス フ ァ チ ジ ル エ タ ノ ー ル ア ミ ン (PE) の synthetic は, former 駆 リ ン lipid で あ る ホ ス フ ァ チ ジ ル セ リ ン (PS) の small cell body か ら の conveying に dependent し て い る. Representatives は に, グ ル コ ー ス withered when 渇 の budding yeast に お い て ミ ト コ ン ド リ ア PE composite が ミ ト コ ン ド リ ア in PS conveying body Ups2 - Mdm35 dependent に promote す る こ と, Ups2 の owe loss は グ ル コ ー ス withered 渇 の の stationary phase (G0) yeast cells へ の を promote differentiation さ せ る こ と を see い だ し て い た . This study で で, cellular <s:1> リ <e:1> lipid synthesis control mechanism およびそ <s:1> physiological significance <e:1> analysis を try みた. Research の results, Ups2 や PE composite enzyme Psd1 の owe loss に よ る ミ ト コ ン ド リ ア PE low synthetic は, グ ル コ ー ス withered when 渇 の budding yeast に お い て intracellular エ ネ ル ギ ー セ ン サ ー で あ る Snf1 AMPK (mammals) の turning activeness を lead き up こ す こ と を see い だ し た. ま た activeness し た Snf1 / AMPK は, そ の obscene に お い て ア セ チ ル - CoA カ ル ボ キ シ ラ ー ゼ (Acc1) の inhibition す を る こ と で を G0 cell differentiation, ピ ル ビ ン acid カ ル ボ キ シ ラ ー ゼ (Pyc1) の 発 now rising を さ せ る こ と に よ っ て ミ ト コ ン ド リ ア に お け る ATP produced を そ れ Youdaoplaceholder0 promotes させて る る とを see だ だ た た. こ れ ら の こ と よ り, グ ル コ ー ス withered when 渇 に synthetic が promote す る ミ ト コ ン ド リ ア PE に は Snf1 / AMPK activity の を interface し て cell differentiation, エ ネ ル ギ ー metabolic suppression に な important physiological function を have す る と exam え ら れ る. ま た, mammals PS synthesis enzyme PSS1 は small cell body membrane タ ン パ ク qualitative で あ り, intracellular PS quantity に 応 じ て enzyme activity が suppression さ れ て い る. PSS1 grade point variation による enzyme activity in controlling the grade による, congenital osteogenesis imperfecia であるLenz-Majewski syndrome the cause of the grade となる. Representatives は, こ の よ う な PSS1 の active suppression に masato わ る ア ミ ノ acid residues が, サ イ ト ゾ ル side に match to し て い る こ と を see い だ し た. こ の こ と か ら, PSS1 は PS を small cell body membrane の サ イ ト ゾ ル side で 検 し, own の enzyme activity を suppression し て い る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Mitochondrial phosphatidylethanolamine synthesis affects mitochondrial energy metabolism and quiescence entry through attenuation of Snf1/AMPK signaling in yeast

• DOI: 10.1096/fj.202101600rr
• 发表时间: 2022-07-01
• 期刊: FASEB JOURNAL
• 影响因子: 4.8
• 作者: Miyata，Non;Ito，Takanori;Kuge，Osamu
• 通讯作者: Kuge，Osamu

ERMESを介した小胞体-ミトコンドリア間PS輸送のin vivo評価系の確立

ERMES内质网-线粒体PS转运体内评价体系的建立

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮田 暖

ミトコンドリア内リン脂質輸送体Ups2-Mdm35を介した細胞機能制御

通过线粒体磷脂转运蛋白 Ups2-Mdm35 调节细胞功能

• 发表时间: 2021
• 作者: Koichiro Uriu;Taijiro Yabe;Shinji Takada;宮田 暖
• 通讯作者: 宮田 暖

出芽酵母においてミトコンドリアにおけるPE合成は、Snf1/AMPKの抑制を介してミトコンドリアエネルギー代謝、静止期進入を低下させる。

在酿酒酵母中，线粒体 PE 合成通过抑制 Snf1/AMPK 减少线粒体能量代谢和静止期进入。

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉川貴子;若松義雄;井上-上野由紀子;鈴木久仁博;井上高良;大隅典子;宮田 暖
• 通讯作者: 宮田 暖

Topology of phosphatidylserine synthase 1 in the endoplasmic reticulum membrane

• DOI: 10.1002/pro.4182
• 发表时间: 2021-09-22
• 期刊: PROTEIN SCIENCE
• 影响因子: 8
• 作者: Miyata, Non;Kuge, Osamu
• 通讯作者: Kuge, Osamu