212 化学と生物 Vol. 53, No. 4, 2015
脂質を動かす酵母 Osh タンパク質ファミリー
オルガネラ膜接触部位における Osh の役割
細胞膜やオルガネラはそれぞれ固有の脂質組成を有し ており，それらが正しく維持されて細胞は正常に機能す る．脂質組成の維持には，脂質が合成された場所から目 的の場所へ正確に運ばれる必要がある．脂質の輸送は小 胞輸送のほかに，輸送小胞を介さない特殊な装置によっ て厳密に制御されていると考えられる．近年，オキシス テロール結合タンパク質（oxysterol-binding protein;
OSBP）の酵母ホモログ（Osh）が，ステロール以外に phosphatidylinositol-4-phosphate （PI4P），セ ラ ミ ド，
phosphatidylserine （PS） の 運び屋 として働いてい ることが見いだされた．本稿では，Oshの最新の知見を 紹介する．
OSBPお よ びORP（OSBP-related proteins） は ヒ ト から酵母まで高度に保存されたタンパク質である(1)．異 なる分子種からなるファミリーを形成し，C末端に脂質 と結合するOSBP-related ligand-binding domain （ORD）
を も つ．出 芽 酵 母 に は，
OSBPと 相 同 性 を 有 す る7つ の 分 子（Osh1-Osh7） を コードする遺伝子 - が存在する．7つすべて の遺伝子を破壊すると酵母は致死となることから，
は酵母にとって重要な働きをもつ遺伝子であると 言 え る．Osh1-Osh4はPI4Pと 結 合 す るPleckstrin ho- mology （PH） domainを有し，さらにOsh1とOsh2はC 末端側にタンパク質との相互作用に関連するankyrin repeats（ANK） を，Osh3はGolgi dynamics （GOLD）
domainをもつ（図1）．
Oshファミリーの中でもOsh4は最初に機能が明らか にされたタンパク質であり，最もよく研究が進んでい
る． 遺伝子を欠失した酵母を用いた解析から，
Osh4はゴルジ体からの輸送小胞の形成を負に制御する 因子であることが1996年に報告された(1)（図2; ①）． Osh4はそのORD内にある一つの結合ポケットでステ ロールとPI4Pの両方と結合する能力を有することから
（図2; ②），PI4Pと結合するOsh4の能力がゴルジ体にお ける負の制御に密接に関係していると予想されるが，い まだ詳細な分子機構は不明である．一方で，すべての 遺伝子を破壊し 変異遺伝子を形質転換した Δ 変異株では分泌障害が起こる(1)．また，Osh4 はゴルジ体から出芽されてできた分泌小胞に局在するこ と， Δ 変異株では分泌小胞の異常蓄積が観察さ れていることから(2)，Oshはポストゴルジにおいては小 胞輸送を正に制御するタンパク質であることが示唆され ている（図2; ③）．おそらくOshは，分泌小胞とその標 的膜である細胞膜（plasma membrane; PM）との融合 を促進させる役割をもつ可能性がある．さらに，Oshは 細胞膜からのエンドサイトーシスを正に制御しているこ とも知られている（図2; ④）．
それでは，ほかのオルガネラでは，Oshはどのような 役割を担っているのであろうか．Oshファミリーの多く は，小胞体（endoplasmic reticulum; ER）膜とPMある いはオルガネラ膜同士が接触している部位membrane contact sites（MCS）に局在する(1)．Osh1はER（核膜 外膜）と液胞との間のnucleus-vesicle junction（NVJ）
と 呼 ば れ るMCSに，Osh2, Osh3, Osh6, Osh7はERと PMと の 間 のMCSに 局 在 す る こ と が 知 ら れ て い る．
Osh1, Osh2, Osh3はORDのほかに，ER膜タンパク質
（vesicle-associated membrane protein-associated pro- tein; VAP）の酵母ホモログScs2およびScs22と結合す るFFAT （two phenylalanines （FF） in an acidic tract）
モチーフをもつ（図1）．このモチーフを介してER膜に 結合するが，OshとScs2あるいはScs22との複合体の ERにおける役割は不明であった．筆者らは，Osh4に加 え，Osh2とOsh3がERからの輸送小胞の形成を負に制 御することを見いだした(3)（図2; ⑤）．また，それら OshのFFATモチーフと結合できない 変異体を用 いた解析から，Osh2, Osh3による制御はScs2との結合 図1■酵母Oshタンパク質ファミリーの構造
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を介したものであることも示唆された．
一方， , , の三重破壊株では，輸送 小胞を介したERからゴルジ体へのセラミドの輸送に異 常が生じ，複合スフィンゴ脂質の合成が低下する(3)．つ まり，Osh2, Osh3, Osh4はセラミドのERからの小胞輸 送を正に制御する役割を担う（図2; ⑥）．積荷タンパク 質であるCPYやGas1のERからの輸送にはOshが必要 でないことから，セラミドはそれらのタンパク質が含ま れる小胞とは異なる輸送小胞を介してゴルジ体へ運ばれ ると考えられる．おそらく，OshはERにおけるタンパ ク質とセラミドの選別，あるいはセラミドに富む輸送小 胞とゴルジ体との特異的な結合に関与しているのであろ う．興味深いことに，Mousleyらは，ステロールとの結 合に欠陥をもつ 変異株でセラミドが蓄積すること，
さらに栄養状態に対する細胞応答の主要シグナル因子で あるTOR（Target of Rapamycin）複合体1（TORC1）
の活性が低下することを報告している(4)．Oshによるス フィンゴ脂質の恒常性維持機構は，TORシグナル伝達 経路において重要な役割を果たしているかもしれない．
MCSの生理的意義はまだよくわかっていないが，脂 質やカルシウムなどの低分子のオルガネラ間移動や交換 を効率よく起こさせるために機能している領域であると
考えられている．ER-PM間のMCSの形成にはOshは必 要ではない．しかし，人工膜を用いた 系でOsh のORDが2つの膜を凝集させる能力を有すること，さ らにOsh4はステロールとPI4Pを引き抜く能力を有する ことから，Oshはオルガネラ間のMCSでステロールと PI4Pを交換する輸送タンパク質として機能していると いうモデルが提唱されている(1)（図2; ⑦）．しかし，こ れに反して，OshはER膜中でのステロールの側方移動 や組織化をコントロールする因子として機能している可 能性も指摘されている(5)（図2; ⑧）．
近年，MCSに局在するOshには脂質を運ぶ以外の役 割 も あ る こ と が わ か っ て き た．Emrの グ ル ー プ は，
Osh2とOsh3がVAPとの結合を介して，ERに局在する PI4PホスファターゼSac1を活性化させることを報告し ている(6)．このSac1の活性化はER膜に接しているPM 内のPI4PをPIへ代謝させると考えられる（図2; ⑨）． これと一致して，ER-PM間のMCSをなくすと，PIに対 するPI4Pの割合が増加することが認められている(7)． さらに，ER-PM間のMCSにおいて，Osh3はホスファ チジルコリンの合成酵素Opi3の活性調節にも関与して いることが示唆されている(8)．つまり，MCSは異なる 膜に存在する酵素と基質間での反応を仲介する働きを 図2■酵母Oshタンパク質ファミリーの役 割
Cer, ceramide; CSL, complex sphingolipid;
PI, phosphatidylinositol; PI4P, phosphati- dylinositol-4-phosphate; PS, phosphatidyl- serine.
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担っており，そこに局在するOshによって脂質代謝が 制御されているようである．
先に述べたように，Osh6とOsh7はER-PM間のMCS に主に局在する．Osh6の局在はPSの代謝異常により著 しく変化することから，Osh6はPSの輸送タンパク質と して機能していると推察された．実際，Osh6とOsh7は PSに特異的に結合することが示された(9)．また，人工 膜リポソームを用いたPS移行の と の解 析から，Osh6とOsh7はERとPM間でのPSの輸送に関 与するタンパク質であることが示唆された（図2; ⑩）(9)． ER-PM間のMCSがPSの輸送に重要であるかどうかは 今後の研究を待たなければならないが，ヒトORP5と ORP10もPSと結合する能力を有していることから，
OshによるPSの輸送制御は進化的に保存された機構で あると考えられる．
このように，ここ数年，Oshの役割に関する興味深い 報告が続いている．Oshは脂質輸送タンパク質や脂質代 謝調節因子としての役割以外に，脂質を感知しその情報 を下流に伝えるセンサーとしての役割も指摘されてい る(1)．また， - 遺伝子のそれぞれの単独およ び六重までの多重破壊では生育に影響を与えないが，7 つすべての遺伝子を破壊すると致死となることから，互 いに機能を相補しあうことのできる遺伝子ファミリーで あると考えられる．しかし，Osh間での機能ネットワー クについてはよくわかっていない．今後はそれらに関し ても研究が進展し，細胞の形成や維持におけるOsh ファミリーの重要な役割が明らかにされるものと期待さ れる．
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（池田敦子，船戸耕一，広島大学大学院生物圏科学研究 科）
プロフィル
池田 敦子（Atsuko IKEDA）
＜略歴＞2014年広島大学生物生産学部卒 業／同年同大学大学院生物圏科学研究科修 士課程入学・在学中＜研究テーマと抱負＞
酵母におけるセラミドの輸送に関する研究
＜趣味＞梅酒の飲みくらべをすること
船戸 耕一（Kouichi FUNATO）
＜略 歴＞1989年 徳 島 大 学 薬 学 部 卒 業／
1994年同大学大学院薬学研究科修了，薬 学博士取得，日本学術振興会海外特別研究 員（米国ワシントン大学医学部），理化学 研究所基礎科学特別研究員，スイスバーゼ ル大学生物研究所博士研究員，スイスジュ ネーブ大学理学部上級博士研究員を経て，
2004年広島大学大学院生物圏科学研究科 助教授／2007年同大学大学院生物圏科学 研究科准教授，現在に至る＜研究テーマと 抱負＞酵母における脂質の合成，輸送，機 能に関する研究＜趣味＞ビールをだらだら 飲むこと
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