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リソソームからのビタミンB12輸送障害の分子機構解明と治療薬開発への応用

阐明溶酶体维生素 B12 转运受损的分子机制及其在治疗药物开发中的应用

基本信息

批准号：
20K15990
负责人：
川口甲介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ABCタンパク質ABCD4によるリソソームから細胞質へのビタミンB12輸送の分子機構、および遺伝子疾患で見られるビタミンB12輸送障害の機序について解析を行い、以下に示す結果を得た。・ABCD4の基質認識部位を解析するために、ABCD4の膜貫通領域を同じファミリー分子であるABCD1と置換したキメラタンパク質を作製し、変異型ABCD4のビタミンB12輸送活性を測定した。その結果、６番目の膜貫通ヘリックスを置換した変異型ABCD4のビタミンB12輸送活性が著しく減少することを明らかにした。さらに変異体を作製し解析を行った。その結果、基質輸送ポア内の細胞質に近い場所に位置する329番目のアスパラギン酸、332番目のスレオニン残基の単独の変異によってビタミンB12輸送活性が著しく減少したことから、これらのアミノ酸残基がABCD4の基質認識に重要なことを明らかにした。また、ポア内部の正電荷の増大がビタミンB12輸送を阻害することも明らかにした。・ビタミンB12代謝異常の原因となるABCD4遺伝子の変異は７通り報告されている。これらの変異型ABCD4を作製し、哺乳動物細胞におけるタンパク質発現および細胞内局在を解析した。その結果、N141K，Y319C，R432Qはリソソームに局在化するが酵素としての活性を失っていること、G443-S485delはリソソームに局在化が出来ないこと、D143-181del，E556Gfs，E583Lfsはタンパク質品質管理機構により分解されることにより、リソソームから細胞質へのビタミンB12輸送障害の原因となることが示唆された。

ABC タンパク qualitative ABCD4 によるリソソームから cytoplasm へのビタミン B12 transport の molecular institutions, および heritage 伝で child disease see られるビタミン B12 transport handicap of の machine sequence について parsing をい, たにをす results indicated below. · ABCD4 の matrix analytical す know parts をるために, ABCD4 の transmembrane domain を with じファミリー molecular である ABCD1 と replacement したキメラタンパクし, the qualitative を cropping - alien ABCD4 のビタミン B12 transport activity determination of をした. その results, 6 times eye の transmembrane ヘリックスを replacement した - alien ABCD4 のビタミン B12 transport activity が the しく reduce することを Ming らかにした. The さらに variant を is used to make the <s:1> analysis を lines った. その results, matrix transmission ポアの within cytoplasm にに position nearly い places する 329's mesh のアスパラギン acid, 332's mesh のスレオニン residues の単の alone - different によってビタミン B12 transport activity が the しく reduce したことから, これらのアミノ acid residues が ABCD4 の matrix know に important なことを Ming らかにし Youdaoplaceholder0. また, ポア internal の positive charge の raised large がビタミン B12 transport を resistance against することも Ming らかにした. · ビタ <s:1> Abnormal B12 metabolism となるABCD4 residue 伝 <s:1> variation 7 reports されてるるる. The <s:1> れら variant ABCD4を is produced by <s:1>, the mammalian cells におけるタパパ are present with および, and the intracellular localization is at を. その results, N141K Y319C, R432Q はリソソームに bureau in turn するが enzyme としての active を lost っていること, G443 S485del はリソソームに bureau in turn out がないこと, del D143-181 E556Gfs, E583Lfs はタンパク mass quality management organization により decomposition されることにより, リソソームから cytoplasm へのビタミン B12 transport handicap of の reason となることが in stopping された.