⼩胞体における亜鉛とレドックスのクロストークを発⾒ 〜亜鉛の制御破綻による疾患発症機構の理解に新たな視点〜

ad

2026-04-28 九州大学

九州大学の研究チームは、小胞体における亜鉛と酸化還元(レドックス)の相互作用(クロストーク)を解明した。亜鉛トランスポーターZIP7を阻害すると、小胞体内に亜鉛イオンが異常蓄積し、酸化酵素Ero1αの機能が抑制されることで、タンパク質のジスルフィド結合形成が阻害されることを発見。その結果、NotchやEGF受容体など重要な膜タンパク質の正しい構造形成が妨げられ、小胞体ストレスと細胞毒性が生じることが明らかとなった。亜鉛は直接的な酸化還元活性を持たないが、酵素制御を通じてレドックス環境に影響することを示し、亜鉛異常による疾患発症メカニズムの理解に新たな視点を提供する成果である。

⼩胞体における亜鉛とレドックスのクロストークを発⾒ 〜亜鉛の制御破綻による疾患発症機構の理解に新たな視点〜
<関連情報>

亜鉛レドックスクロストークは小胞体におけるタンパク質恒常性を調節する Zinc-redox crosstalk regulates proteostasis in the endoplasmic reticulum

Yuta Amagai,Chihiro Arai,Wakana Yamamoto,Satoshi Watanabe,Toshiyuki Kowada,Roberto Sitia,Jun Hoseki,Shin Mizukami,Masaki Matsumoto & Kenji Inaba
Nature Communications  Published:22 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-72250-w  Unedited version

Abstract

Zinc homeostasis is crucial for various biological processes, including gene regulation, signal transduction, and proteostasis. ZIP7 is a membrane transporter that exports zinc ions (Zn2+) from the lumen of the endoplasmic reticulum (ER) to the cytosol, and its dysfunction causes ER stress, although the underlying mechanism remains unclear. Here, we show that ZIP7 inhibition increases the labile Zn2+ concentration in the ER to micromolar levels, approximately 106 times higher than its steady-state level. Such abnormally high Zn2+ concentrations disrupt the function and trafficking of the Zn2+-dependent chaperone ERp44 at the ER-Golgi interface. In vitro assays using recombinant proteins demonstrated that Zn2+ inhibits the Ero1α-PDI oxidative system, and that ERp44 enhances this inhibitory effect. Consequently, the ER redox environment becomes more reducing, severely impairing the oxidative folding of key membrane receptors such as Notch1 and EGFR. These findings reveal the essential role of zinc homeostasis in redox-dependent proteostasis within the ER.

生物化学工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました