駒形ella phaffii（Pichia pastoris）の亜鉛ホメオスタシスのために、グリセロールトランスポーター1（Gt1）と亜鉛調節トランスポーター1（Zrt1）が異なるモードで機能していることを明らかにした

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Biotechnol. Lett..2020 Jul;10.1007/s10529-020-02964-4. doi: 10.1007/s10529-020-02964-4.Epub 2020-07-13.

駒形ella phaffii（Pichia pastoris）の亜鉛ホメオスタシスのために、グリセロールトランスポーター1（Gt1）と亜鉛調節トランスポーター1（Zrt1）が異なるモードで機能していることを明らかにした

Glycerol transporter 1 (Gt1) and zinc-regulated transporter 1 (Zrt1) function in different modes for zinc homeostasis in Komagataella phaffii (Pichia pastoris).

Yankun Yang
Yingyue Pan
Guoqiang Liu
Guibin Dong
Chunjun Zhan
Mattheos A G Koffas
Xiuxia Liu
Ye Li
Chunli Liu
Zhonghu Bai

PMID: 32661657 DOI: 10.1007/s10529-020-02964-4.

抄録

目的:

駒形ella phaffii(Pichia pastoris)の膜タンパク質Gt1とZrt1の亜鉛輸送機能を明らかにし、その制御機構を調べる。

OBJECTIVES: To identify the zinc transport function of the membrane proteins Gt1 and Zrt1 in Komagataella phaffii (Pichia pastoris) and study their regulatory mode.

結果:

駒形ella phaffii(Pichia pastoris)では、亜鉛輸送機能を持つ可能性のある2つの膜タンパク質が見つかった。GT1はMajor Facilitator Superfamilyに属するグリセロールトランスポーターをコードしていることが知られていた。ZRT1は、サッカロミセス・セレビシエの亜鉛トランスポーター遺伝子に類似していると予測された。その結果、ZRT1はサッカロミセス・セレビシエの亜鉛トランスポーター遺伝子と類似していることが予測され、超遠心分離法や共焦点顕微鏡でタンパク質の血漿-膜局在を確認した。また、亜鉛結合能はin vitroのITCにより同定され、亜鉛欠乏による亜鉛取り込み活性の低下はin vivoでの亜鉛蛍光定量により確認された。さらに、亜鉛が過剰になるとGt1とGt2の発現が停止し、亜鉛欠乏になるとGt1の発現が誘導されることも確認された。Gt1はグリセロール中の亜鉛の恒常性を維持するためにのみ機能し、Gt1の機能を阻害するとグルコース中のZrt1のアップレギュレーションにつながる可能性があることがわかった。

RESULTS: Two membrane proteins that might have zinc transport function were found in K. phaffii. GT1 was known to encode a glycerol transporter belonging to the Major Facilitator Superfamily. ZRT1 was predicted to resemble the zinc transporter gene in Saccharomyces cerevisiae. Consistent with the prediction, protein plasma-membrane localizations were confirmed by ultracentrifugation and confocal microscopy. Their zinc binding abilities were identified by ITC in vitro, and the impaired zinc uptake activity caused by their deficiencies was confirmed by zinc fluorescence quantification in vivo. Furthermore, zinc excess could turn the two channels off, while zinc deficiency induced their expressions. Gt1 could only function to maintain zinc homeostasis in glycerol, while the block of Gt1 function might lead to Zrt1 upregulation in glucose.

結論:

Gt1とZrt1の亜鉛輸送能力をin vivoとin vitroで同定した。また、亜鉛のホメオスタシスを維持するGt1とZrt1の制御機構は、K. phaffiiにおける亜鉛のホメオスタシス維持に新たな示唆を与えるものである。

CONCLUSIONS: The zinc transport capabilities of Gt1 and Zrt1 were identified in vivo and in vitro. Their regulatory mode to maintain zinc homeostasis in K. phaffii is a new inspiration.