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　生命活動に必要なエネルギーを産生するなど、ヒトの健康に重要とされるミトコンドリアの機能に必須の特定組成のリン脂質は、水に溶けない性質を持っている。このリン脂質が、水に満たされた細胞内でどのように脂質でできた生体膜から生体膜へと特異的に輸送されるのかという「細胞内の脂質配送」の仕組みは、まだ十分にわかっていない重要な問題である。

　これまで、可溶性の脂質結合タンパク質Ups1-Mdm35複合体が、ミトコンドリア内の外膜と内膜の間を往き来して脂質を運ぶ仕組みや、ミトコンドリアと小胞体が近接して作るコンタクト部位を介してミトコンドリアと小胞体の間で脂質が輸送される仕組みを明らかにしてきた。今回、本学タンパク質動態研究所と愛媛大学、山形大学との共同研究により、ヒトを含む哺乳動物細胞で小胞体からミトコンドリアにリン脂質を運ぶことが示唆されている可溶性タンパク質VAT-1について、その精密構造をX線結晶解析により決定した。

　得られた精密構造に基づいてさまざまな変異体をつくり、試験管内で脂質輸送活性を調べることで、VAT-1が脂質を運ぶメカニズムを明らかにした。VAT-1には脂質が結合するポケットがあり、その入り口には二つのチロシン残基があり、脂質の出入りを制御できることが分かった。またVAT-1には、突き出した疎水性のループがあり、これがVAT-1の小胞体やミトコンドリアの外膜への結合を助け、脂質の引き抜きや挿入を促すことも明らかにした。

　こうした仕組みは、他の脂質輸送タンパク質では見られなかったもので、膜間脂質輸送の新しい仕組みの発見と言える。将来的には、ヒトを含む高等真核生物の脂質配送の全体像の解明を通じて、脂質の配送の欠陥が引き起こすヒトの病気の治療や、健康を保つ試みなどにつながることが期待される。

　この研究成果は、2020年3月6日に米国科学誌（米国生化学分子生物学会の学会誌）『Journal of Biological Chemistry』に掲載された（速報版は2020年1月31日にオンライン公開）。

むすんで、うみだす。　　上賀茂・神山　京都産業大学

関連リンク
・遠藤研究室は、オルガネラ（細胞内器官）間のリン脂質輸送に係るヒトのタンパク質「VAT-1」の構造を決定し、その働きを解明
　https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20200302_850_tanpakuken.html

・クライオ電子顕微鏡により明らかにした細菌毒素タンパク質の膜透過機構『Nature Structural & Molecular Biology』オンライン版に掲載
　https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20200303_400a_thnews.html

・生命科学部 バイオフォーラム2019 開催報告（1月8日）
　https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20200108_400a_biohouoku.html