酸性オルガネラのpH感知・制御メカニズムと膜のダイナミクス

点击翻译按钮获取中文摘要

マクロファージによる病原性微生物の貪食・殺菌作用は、感染初期に発動される生体側の防御システムである。マクロファージが貪食した微生物は内外逆転した細胞膜閉鎖系である小胞(ファゴソーム)の形で取り込まれる。ファゴソームが形成されると、その内部が徐々に液胞型プロトン・ポンプV-ATPaseによって酸性化されるが、ファゴソーム内腔の酸性環境は、病原性微生物の増殖抑制のみならず、殺菌性活性酸素の産生、酸性フォスフォターゼやカテプシンなど加水分解酵素の活性に必須であることが知られている。しかしながら、ファゴソーム内腔の酸性化の分子機構は未だ明らかではない。本研究は、a3とGFPとの融合タンパク質を発現するノックインマウスより、腹腔マクロファージを調製し、ファゴソーム形成の動態をGFP蛍光を用いてリアルタイムに観察し、各種刺激因子、情報伝達経路阻害剤、細胞骨格阻害剤、プロトン・ポンプ阻害剤等が与える影響を解析した。さらに、我々が同定した精巣特異的に発現するE1サブユニットについて生化学的な解析を進めた。精巣特異的に発現するElは普遍的に存在するアイソフォームE2との間にアミノ酸レベルで約70%の相同性があり、また、酵母のEサブユニット変異株(△vma4)を相補した。E1およびE2アイソフォームを持つV-ATPaseの酵素化学的性質を比較する目的で、それぞれのアイソフォームを発現する△vma4株より液胞膜を調製し、ATPase活性およびプロトン輸送活性を測定した。興味深いことに、E1を持つV-ATPaseのみがプロトン輸送活性とATPase活性の共役に温度感受性を示すことが明らかとなった。キメラ酵素を用いた解析結果から、V-ATPaseの酵素のアセンブリーと活性におけるEサブユニットの機能が明らかとなった。