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プリン新規合成酵素PPATが細胞内顆粒を形成する仕組みとその生理的意義の解明

阐明新型嘌呤合酶PPAT形成细胞内颗粒的机制及其生理意义

基本信息

批准号：
22K06216
负责人：
高稲正勝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gunma 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-22K06216/
关键词：
プリン新規合成 PRPP amidotransferase 相分離 TOR複合体細胞内顆粒

项目摘要

プリンヌクレオチド（以下プリン）は広汎な活動に関与する重要な代謝産物である。環境中のプリン塩基が欠乏すると、細胞はプリン新規合成経路を活性化する。しかしプリン新規合成の制御機構は驚くほど未探査のままであった。予備実験から、プリン新規合成の律速酵素PPATがプリン塩基欠乏環境において、ラパマイシン標的タンパク質複合体１（TORC1）の作用により、細胞内顆粒を形成することで活性化し、プリン新規合成を促進することが示唆された。そこで本研究ではPPAT顆粒形成の分子機構の解明を目指す。令和4年度に実施した研究の成果は以下の通りである：（１）酵母細胞内PPAT顆粒の性状解析：顆粒の動態を詳細に経時観察した。環境中のプリン塩基が枯渇してから数分後には顆粒が形成され始め、約40分で個数がピークに達した。PPAT顆粒を持つ細胞をプリン塩基存在下に移すと10分以内に顆粒が消失した。また顆粒は1, 6-ヘキサンジオール処理により消失したため、PPAT顆粒は液体状の性質を持つことが示唆された。（２）PPAT顆粒形成に関わる遺伝子の同定：TORC1関連因子の遺伝子破壊株37株におけるPPATの顆粒形成効率を計測した。その結果、TORC1の下流でリボソーム生合成の促進に関与する転写因子Sfp1と脱リン酸化酵素Sit4の遺伝子破壊株において、顕著なPPAT顆粒形成効率の低下が確認された。またリボソーム生合成を薬剤により阻害したところ、PPAT顆粒形成が抑制された。（３）酵母細胞内代謝産物の質量分析による定量：環境中にプリン塩基が存在すると、PPAT顆粒形成は抑制される。従って環境のプリン塩基により量が変動する代謝産物によって顆粒形成が制御される可能性が示唆された。そこで代謝産物量を質量分析で解析したところ、環境中のプリン塩基の有無によって、細胞内含有量が数倍から数十倍変化する代謝産物が複数同定された。

The following table lists important metabolites related to the activity of the virus. In the environment, there is a lack of protein, and cells are activated in new synthetic pathways. The new regulation is composed of a control mechanism that has not yet been explored. In preparation for the activation of PPAT in an environment with insufficient substrate, the role of TORC1 in the formation of intracellular particles is demonstrated. This study aims to elucidate the molecular mechanism of PPAT particle formation. The results of the research carried out in the fourth year of this year are as follows: (1) Characterization of PPAT particles in yeast cells: Detailed observation of particle dynamics The number of particles formed in the environment was about 40 minutes. PPAT particles disappear within 10 minutes of being transferred in the presence of cell primes. The particles are 1, 6-fold, and the PPAT particles are 1, 6-fold. (2) Identification of PPAT particle formation genes: TORC1 correlation factor and gene expression of PPAT particle formation genes were measured in 37 strains. The results showed that the downstream of TORC1 was associated with the promotion of PPAT production, and that the expression of Sfp1 and Sit4 was associated with the reduction of PPAT particle formation. The formation of PPAT particles is inhibited by the formation of PAT particles. (3) Quality analysis and quantification of metabolites in yeast cells: the presence of PPAT in the environment and the inhibition of PPAT particle formation. The possibility of inhibition of particle formation by metabolites from environmental factors is demonstrated. The amount of metabolites was analyzed by mass spectrometry, the presence or absence of metabolites in the environment, and the amount of metabolites in cells was determined by several times or tens of times.