「スフィンゴミエリン」の版間の差分

　スフィンゴミエリンをターゲットとし、多量体形成による細胞膜に孔を形成する毒素が知られている。これらの毒素は、変異導入や全長タンパク質の脂質結合ドメインへの短縮化により単量体・無毒化が図られ、細胞におけるスフィンゴミエリンの分布・動態可視化に用いられている<ref name=Kobayashi2021><pubmed>37366372</pubmed></ref><ref name=Tomishige2021><pubmed>33712198</pubmed></ref>。また、蛍光スフィンゴミエリン 類似体による可視化例についても総説を紹介する<ref name=Jamecna2024><pubmed>38488070</pubmed></ref><ref name=Kishimoto2016><pubmed>26993577</pubmed></ref><ref name=Kol2025><pubmed>39672331</pubmed></ref><ref name=Yamaji-Hasegawa2016><pubmed>26498396</pubmed></ref>。

　ライセニン（lysenin）は、33 kDaのミミズ由来<ref name=Sekizawa1997><pubmed>9210594</pubmed></ref>の孔形成毒素で特異的にスフィンゴミエリン に結合する（KD = 5.3 x 10-9 M）<ref name=Yamaji1998><pubmed>9478988</pubmed></ref>。部分的に共通した他の脂質との結合比較により、ライセニンはセラミドに付加したホスホコリン構造を認識していると推測される<ref name=Kobayashi2021><pubmed>37366372</pubmed></ref>。孔形成毒素としてのライセニンへの耐性を指標として、スフィンゴミエリン 合成に関わる遺伝子のスクリーニングに利用され、セラミド輸送タンパク質CERTを含む、スフィンゴミエリン 合成関連遺伝子の同定に成功している<ref name=Goto2022><pubmed>35800758</pubmed></ref><ref name=Hanada1998><pubmed>9837968</pubmed></ref><ref name=Hanada2003><pubmed>14685229</pubmed></ref><ref name=Mizuike2023><pubmed>37195633</pubmed></ref><ref name=Tomishige2009><pubmed>19005213</pubmed></ref>。ライセニンのC末のbeta-trefoilモチーフがスフィンゴミエリン への結合に関わっており、N末のオリゴマー形成に必要なドメインを欠損した変異体NT-Lys（15.9 kDa）は、スフィンゴミエリン への特異的結合を維持するが（KD = 1.9 x 10-7 M）<ref name=Kiyokawa2005><pubmed>15840575</pubmed></ref>、毒性を欠失しており、蛍光色素や蛍光タンパク質による標識体を用いて、細胞におけるスフィンゴミエリン の局在やダイナミクスが可視化されている。ライセニンは5-6分子のスフィンゴミエリン からなるクラスターに結合し<ref name=Ishitsuka2007><pubmed>17243772</pubmed></ref><ref name=Ishitsuka2004><pubmed>14695271</pubmed></ref><ref name=Makino2015><pubmed>25389132</pubmed></ref>、スフィンゴミエリンとクラスターを形成する糖脂質や、飽和脂肪酸をもつPCの共存によって、その結合が阻害される<ref name=Ishitsuka2004><pubmed>14695271</pubmed></ref><ref name=Makino2015><pubmed>25389132</pubmed></ref>。

 

　人工膜を用いて、NT-LysがLoドメインの、EqtIIはLdドメインのスフィンゴミエリン に結合するという差異が観察されている<ref name=Makino2015><pubmed>25389132</pubmed></ref>。これはNT-Lysがクラスター化したスフィンゴミエリン を好むのに対し、EqtIIは密度の低いスフィンゴミエリン に結合することを反映していると推測されている<ref name=Kobayashi2021><pubmed>37366372</pubmed></ref><ref name=Makino2015><pubmed>25389132</pubmed></ref>。

　キノコ由来のAegerolysinsは、二つのサブユニットから構成される孔形成毒素の約15 kDaの膜結合サブユニットである。類似したタンパクであるOstreolysin A (OlyA)<ref name=Skocaj2014><pubmed>24664106</pubmed></ref>、pleurotolysin A2 (PlyA2)<ref name=Bhat2013><pubmed>23918047</pubmed></ref>の脂質結合性が解析され、スフィンゴミエリン/コレステロールの複合体に結合することが報告された。OlyAは、コレステロールとの複合体形成時の極性頭部が膜面へ傾いたコンフォメーションのスフィンゴミエリン を認識することが推測されている<ref name=Endapally2019><pubmed>30712872</pubmed></ref>。これらのタンパク質のスフィンゴミエリン/コレステロール複合体に対する結合定数は非常に弱く、求められていないが、CPE/コレステロール複合体には高い親和性で結合する（OlyA, KD = 1.2 x 10-9 M; PlyA2, KD = 1.2 x 10-8 M）<ref name=Bhat2015><pubmed>26060215</pubmed></ref>。類似タンパクであるErylysin A (EryA) はCPE/コレステロールには結合するがスフィンゴミエリン/コレステロールには結合しない<ref name=Bhat2015><pubmed>26060215</pubmed></ref>

 

　Nakanoriもまたキノコ由来のスフィンゴミエリン/コレステロール複合体結合タンパク質であるが、他のスフィンゴミエリン やスフィンゴミエリン/コレステロール結合タンパク質とは配列類似性を持たず、毒性を示さない。一方Nakanoriの立体構造はスチコライシン、エキナトキシン等のアクチノポリンと類似しているがN末に30残基のアミノ酸を余分に持っている点が異なっている。Nakanoriはスフィンゴミエリン/コレステロールへの高い親和性を示す（KD = 1.2 x 10-9 M）<ref name=Makino2017><pubmed>27492925</pubmed></ref>。