Sfh4-Psd2複合体によるオルガネラ間リン脂質輸送機構の構造基盤解明

阐明 Sfh4-Psd2 复合物细胞器间磷脂转运机制的结构基础

• 批准号: 22K06096
• 负责人: 渡邊 康紀
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06096/
• 关键词: リン脂質; オルガネラ間リン脂質輸送; クライオ電子顕微鏡; 立体構造解析

出芽酵母のPsd2はエンドソームにおいてホスファチジルエタノールアミン（PE）の合成を担うが、前駆体リン脂質であるホスファチジルセリン（PS）は小胞体から輸送される必要がある。本研究では、小胞体-エンドソーム間でのPS輸送を担う可能性のあるSfh4に着目し、そのPS輸送メカニズムを解明することを目的としている。昨年度は、リポソームを用いたリン脂質輸送アッセイにより、出芽酵母由来Sfh4および5種のホモログタンパク質（Sec14, Sfh1-3, Sfh5）のうち、唯一Sfh4だけがPS輸送活性を持つことを明らかにした。Psd2にはPEの生合成を担う触媒ドメインの他に、N末端側に２つのC2ドメインと呼ばれる領域が存在する。Psd2は２つのC2ドメインを介して、Sfh4と相互作用することが示されていることから、C2ドメインが、Sfh4によるPS輸送の方向の決定をしている可能性がある。そこでPsd2のC2ドメインをリポソームに固定してSfh4のPS輸送活性を調べたところPS輸送活性が向上したことから、C2ドメインがSfh4のPS輸送方向を決定していることが示唆された。また、Sfh4と結合する因子としてPbi1が知られており、Sfh4-Pbi1複合体のPS輸送活性を検証したところ、Sfh4単体よりもPS輸送活性が上昇した。Sfh4-Pbi1複合体によるPS輸送機構を解明するため、Sfh4-Pbi1複合体のクライオ電子顕微鏡を用いた単粒子構造解析を行ったところ、3.3 Å分解能の密度マップを得ることに成功した。得られた密度マップからSfh4-Pbi1複合体はSfh4二分子とPbi1二分子が会合した扁平な形状の四量体を形成することが明らかになった。Sfh4はPbi1と扁平な形状の複合体を形成することで、PS輸送の際に平面な膜との親和性を向上させている可能性が示唆された。

Budding yeast の Psd2 は エ ン ド ソ ー ム に お い て ホ ス フ ァ チ ジ ル エ タ ノ ー ル ア ミ ン (PE) の synthetic を bear う が, former 駆 リ ン lipid で あ る ホ ス フ ァ チ ジ ル セ リ ン (PS) は small cell body か ら conveying さ れ る necessary が あ る. This study で は, small cell body - エ ン ド ソ ー ム between で の PS conveying を bear う possibility の あ る Sfh4 に mesh し, そ の PS conveying メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と を purpose と し て い る. Yesterday annual は, リ ポ ソ ー ム を with い た リ ン lipid transport ア ッ セ イ に よ り, budding yeast origin Sfh4 お よ び five の ホ モ ロ グ タ ン パ ク mass (Sec14 Sfh1-3, Sfh5) の う ち, unique Sfh4 だ け が PS delivery activity を hold つ こ と を Ming ら か に し た. Psd2 に は PE の biosynthesis を bear う catalyst ド メ イ ン の he に, N terminal side に 2 つ の C2 ド メ イ ン と shout ば れ が る field exist す る. Psd2 は 2 つ の C2 ド メ イ ン を interface し て, Sfh4 と interaction す る こ と が shown さ れ て い る こ と か ら, C2 ド メ イ ン が, Sfh4 に よ る PS conveying direction の の decided を し て い る possibility が あ る. そ こ で Psd2 の C2 ド メ イ ン を リ ポ ソ ー ム に fixed し て Sfh4 の PS delivery activity を adjustment べ た と こ ろ PS delivery activity が upward し た こ と か ら, C2 ド メ イ ン が Sfh4 の PS conveying direction を decided し て い る こ と が in stopping さ れ た. ま た, Sfh4 と combining す る factor と し て Pbi1 が know ら れ て お り, Sfh4 - Pbi1 complex の PS conveying active を 検 card し た と こ ろ, Sfh4 単 body よ り も PS delivery activity が rise し た. Sfh4 - Pbi1 complex に よ る PS delivery agency を interpret す る た め, Sfh4 Pbi1 complex の ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror を with い た 単 particle structure line を っ た と こ ろ, the density of 3.3 A decomposition can の マ ッ プ を have る こ と に successful し た. Have to ら れ た density マ ッ プ か ら Sfh4 - Pbi1 complex は Sfh4 two molecular と Pbi1 meet two molecular が し た flat shape な の を four quantity body formation す る こ と が Ming ら か に な っ た. Sfh4 は Pbi1 と flat shape な の complex を form す る こ と で, PS conveying の interstate な に plane membrane と の affinity を upward さ せ て い が る possibility in stopping さ れ た.