The structure and production pathway of skin barrier lipid protein-bound ceramide

皮肤屏障脂质蛋白结合神经酰胺的结构和生产途径

基本信息

批准号：
22K08372
负责人：
大野祐介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido 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-22K08372/
关键词：
結合型セラミドセラミド皮膚バリア脂質スフィンゴ脂質

项目摘要

マウス表皮から遊離脂質を除き，得られた表皮残渣（結合型セラミド画分）をプロナーゼE処理することでタンパク質をアミノ酸レベルまで分解させる実験系の構築に成功した。LC-MS/MSを用いた包括的解析により，プロナーゼE処理産物中に含まれるセラミドとアミノ酸結合体を探索したところ，システイン結合型エステル化ω水酸化セラミドがマウス表皮中に存在することを見出した。システイン以外のアミノ酸が結合したセラミドは検出されず，従来型の結合型セラミドとして知られるグルタミン酸結合型ω水酸化セラミドも検出されなかったことから，これまで存在が知られていなかったシステイン結合型エステル化ω水酸化セラミドが主要な結合型セラミドであることが強く示唆される。結合型セラミドの前駆体であるアシルセラミドの産生酵素PNPLA1の魚鱗癬誘発ミスセンス変異体の細胞内局在を行ない，変異によるPNPLA1の局在異常が機能喪失の要因の一つであること，また変異ごとに局在異常への影響が異なることを明らかにした。常染色体潜性先天性魚鱗癬の患者から同定された脂肪酸ω水酸化酵素CYP4F22のナンセンス変異およびミスセンス変異によって産生されるCYP4F22変異体E79*，R397Cではω水酸化活性が消失していることを明らかにした。セラミドを構成する長鎖塩基の鎖長を規定するセリンパルミトイルトランスフェラーゼ（SPT）複合体のサブユニットのうち，SPTLC3およびSPTSSBといったC20以上の長鎖塩基の産生に関わる因子の発現が表皮角化細胞の分化に伴って大きく増加することを見出した。酵母において，SPT複合体サブユニットTsc3およびSPT複合体の活性抑制因子Orm1/2には小胞体関連分解タンパク質Dfm1との遺伝的相互作用がみられ，これらの遺伝子欠損株ではセラミド量が変化していることを明らかにした。

我们成功构建了一个实验系统，其中从小鼠表皮中去除游离脂质，并用pronase E处理所得的表皮残基（结合的神经酰胺馏分），以将蛋白质分解为氨基酸水平。当我们通过使用LC-MS/MS进行全面分析，搜索牙酶E处理产物中包含的神经酰胺和氨基酸结合物时，我们发现小鼠表皮存在于小鼠表皮中。未检测到除半胱氨酸以外的氨基酸的神经酰胺，并且未检测到谷氨酸键入的ω-羟基化的神经酰胺，称为常规的结合神经酰胺，强烈表明半胱氨酸键入的酯化酯化酯化的ω-羟基化的陶瓷，这是以前均未界定的ceramide。我们在细胞内定位了膜病诱导的PNPLA1的错义突变体，PNPLA1是一种丙烯酰胺的生产酶，丙酰胺的生产酶，这是偶联的神经酰胺的前体，并揭示了由突变引起的PNPLA1异常定位的酶，这是导致功能丧失的因素，对本地化的效果以及突变性的效果而异。我们发现，在CYP4F22突变体E79*和R397C中丧失了ω-羟基化活性，该活性是由脂肪酸ω-羟化酶CYP4F22中的无义和错义突变产生的，在常染色体潜伏性过日性皮肤病患者中鉴定出来。在定义构成神经酰胺的链链链链酰酯（SPT）的亚基中，我们发现与C20或更高长链基础产生的因素的表达（例如SPTLC3和SPTSS）的表达显着增加，随着差异的分化而增长了差异的差异。在酵母中，SPT复合物TSC3和SPT复合物的活性抑制器ORM1/2与内质网相关的降解蛋白DFM1具有遗传相互作用，并且揭示了这些基因缺陷型菌株的神经酰胺的量改变了。