巨大リポソームを用いたABCA1の脂質輸送機構の解明

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ATP-binding cassette A1（ABCA1)はATPのエネルギーを利用して機能するABCタンパク質の一つであり、高密度リポタンパク質（HDL）を産生することで動脈硬化症の予防に大きく貢献している。ABCA1はコレステロールを含む様々な脂質を排出することが報告されているが、それらの脂質をどのように排出するかについてはほとんど解明されていない。本研究では、人工脂質粒子（リポソーム）を用いてHDL形成反応を人工的に再現し、ABCA1による脂質輸送の詳細を明らかにすることを目的とした。まず、ヒト細胞に発現させたABCA1を精製し、リポソームに再構成して脂質がABCA1のATP加水分解活性に与える影響を解析した。その結果、負電荷脂質存在下でABCA1のATP加水分解活性はコレステロールによって誘導されることが明らかとなった。一般的にABCタンパク質の基質はATP加水分解活性を誘導するため、ABCA1はコレステロールを基質として認識することが示唆された。また、ABCA1のATP加水分解活性は植物ステロールによってほとんど誘導されなかったことから、ABCA1によるコレステロール認識は厳密であることが示唆された。続いて、ABCA1によるHDL形成を人工的に再現するために、初期段階として精製ABCA1を巨大リポソームに再構成する手法の開発を目指した。2022年度の研究では、リポソーム融合法の最適化によりABCA1を巨大リポソームに組み込むことに成功した。