膜変形応答性脂質スクランブラーゼTMEM63Bの自己抑制機構を解明ーTMEM63Bを不活性状態に保つC末端ドメインを発見、神経疾患の発症機構解明に期待ー

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2026-07-01 東京科学大学

東京科学大学、京都大学、横浜市立大学らの共同研究グループは、膜変形に応答して活性化する脂質スクランブラーゼTMEM63Bが、細胞質側C末端領域に存在する「自己抑制ドメイン」によって通常は不活性状態に保たれていることを明らかにした。解析の結果、C末端のAQVLQDモチーフ、特にロイシン776が活性化を抑える鍵となることを発見し、この領域の欠失や点変異によりTMEM63Bが恒常的に活性化して細胞膜リン脂質の非対称性が崩壊することを示した。さらに構造解析から、この自己抑制ドメインが細胞質側ヘリックスと動的に相互作用し、スクランブラーゼのオン・オフを制御する新たな分子機構を提唱した。TMEM63Bの過剰活性化は、発達障害や神経変性を伴うてんかん性脳症などの原因となることが知られており、本成果は疾患発症機構の理解を深めるとともに、TMEM63Bを標的とした新たな治療法や創薬研究につながることが期待される。

膜変形応答性脂質スクランブラーゼTMEM63Bの自己抑制機構を解明ーTMEM63Bを不活性状態に保つC末端ドメインを発見、神経疾患の発症機構解明に期待ー
図1. 膜変形応答性スクランブラーゼTMEM63BのC末端領域による自己抑制

<関連情報>

機械感受性脂質スクランブラーゼTMEM63BのC末端テールによる自己阻害 Autoinhibition of the mechanosensitive lipid scramblase TMEM63B by its C-terminal tail

Megumi Nishimura ∙ Yugo Miyata ∙ Yu Shiraki ∙ … ∙ Norimichi Nomura ∙ Tomohiro Nishizawa ∙ Katsumori Segawa
Journal of Biological Chemistry  Published:June 4, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jbc.2026.113223

Abstract

TMEM63B belongs to the OSCA/TMEM63 family of mechanosensitive ion channels. We recently identified it as a mechanosensitive lipid scramblase activated by changes in membrane physical properties. Cryo-EM analysis revealed that recombinant mouse TMEM63B (mTMEM63B) protein adopts either closed or open conformations depending on the detergent environment, and that the monoclonal antibody YN9303-24 stabilizes the open state; however, the antibody epitope and the mechanism of antibody-dependent conformational regulation remained unclear. Here, using chimeric constructs, C-terminal truncations, and internal deletions, we mapped the YN9303-24 epitope to the intracellular C-terminal tail and identified the AQV motif (residues 773–775) as the core binding determinant. Functional analyses revealed that this C-terminal region is essential for maintaining TMEM63B in an inactive state under resting conditions. Deletion of the adjacent LQD motif (Δ776–778) or substitution of Leu776 with alanine induced strong constitutive lipid scrambling, evidenced by phosphatidylserine externalization and enhanced incorporation of fluorescently labeled phosphatidylcholine, whereas substitutions at Gln777 or Asp778 had minimal effects. Structural analysis positioned the AQVLQD motif adjacent to conserved intracellular helices in the open conformation, with Leu776 located near several hydrophobic residues. Together, these findings identify an autoinhibitory role for the C-terminal tail region in maintaining TMEM63B in an inactive state, suggesting that interactions between this tail and intracellular helices regulate the activity of this mechanosensitive lipid scramblase.

生物化学工学
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