Structural and functional elucidation of L-type amino acid transporter under lipid environment

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L型アミノ酸輸送体（LAT）は、LAT1とCD98hcからなるヘテロ二量体型アミノ酸輸送体に属し、抗がん剤や脳への薬物送達の重要な標的とされている。本研究は、クライオ電子顕微鏡を用いた、脂質環境下でのLAT1の構造解析とその薬物認識機構の理解を目的としている。昨年度の成果に基づき、精製したLAT1を脂質環境を模したナノディスクに再構成し、クライオ電子顕微鏡による測定と解析を行った。この際、種々の基質・阻害剤を添加することで、それらとの複合体を形成し、化合物の結合様式を明らかにすることを目指した。これらの実験の結果、LAT1選択的、非選択的な阻害剤の各種に関して、原子モデルの構築が可能な高分解能での構造決定に成功した。昨年度、バインダーのスクリーニングを行った結果に基づき、それらとの複合体を形成させ、クライオ電子顕微鏡による観察を行った。一部のバインダーは、おそらく結合が弱いことが原因となり、三次元再構成像中にその形を見出すことができなかった。結果として、マウス由来の抗体Fabフラグメントが最も有用であることを見出した。LAT1のホモログであるSLC7ファミリータンパク質に関しても、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析を進めた。これまでに、LAT2、y+LAT1に関して、ナノディスク下で複数状態での三次元再構成およびモデルの構築に成功している。これらの結果から、輸送体を脂質環境下に再構成することで、その構造と分子機構を明らかにする土台が整った。