231 4 号（4 月）2020〕 第 2 日目（午前）第Ⅲ会場
アミノ酸・ビタミン B
6恒常性に関与する
新奇ビタミン B
6結合タンパク質
伊 藤 智 和
（名古屋大学大学院 生命農学研究科） ビタミン B6ビタマーのうち活性型補酵素であるピ リドキサールリン酸（PLP）は，アミノ酸代謝を中心と した多様な生体反応に関与し，過不足なく生体内に維 持される必要がある．PLP の恒常性は，合成，リサイ クル（サルベージ） ，輸送など複合的なメカニズムが 関わり，ビタミン B6を生合成できない動物などでは， これらメカニズムのいずれかの異常はてんかんなど重 篤な影響をおよぼすことが知られている． 近年の研究から，バクテリアから哺乳類に広く存在 するビタミン B6結合タンパク質（YggS/PROSC タンパ ク質ファミリー）が，細胞内のビタミン B6の恒常性維 持に必須な役割を担うことが明らかとなってきた． 我々は以前より，E. coli の当該タンパク質の欠損（yggS 欠損）が，イソロイシンやバリン，ケト酸，CoA 代謝 など，様々な代謝系を撹乱することを報告してきたが， その要因はよくわかっていなかった．2016 年，ヒトに おける YggS タンパク質のオーソログをコードする PROSC 遺伝子が，早期発症性ビタミン B6依存性てん かんの原因遺伝子であることが同定された．同病患者 の脳脊髄液では，PLP レベルの低下や，PLP 依存性酵 素の活性低下が疑われる代謝物の変動が認められ，患 者由来の線維芽細胞では PLP レベルが著しく上昇する ことが報告された．これに関連し，E. coli の yggS 欠損 株がピリドキシン（PN）に高感受性であることや，菌 体内にピリドキシンリン酸（PNP）を特異的に蓄積する こと，シアノバクテリアの YggS オーソログである PipY 欠損株が，ȕ-chloro-D-alanine やD-cycloserine など の PLP 酵素阻害剤に高感受性であることなど，ビタミ ン B6やアミノ酸代謝異常を示唆する多くの表現系が報告されていた．
我々は，YggS/PROSC タンパク質ファミリーの欠損が， 酵母やサルモネラ菌などにおいても PNP の蓄積を誘導 することや，E. coli の yggS 欠損株で認められるフェノタ イプの多くが PNP から PLP への変換を触媒する PNP オ キシダーゼを過剰発現させることによって消失すること を見いだした．E. coli において，セリンヒドロキシメチ ルトランスフェラーゼをコードする glyA と yggS の二重 欠損株が合成致死性を示すことなどから，yggS 欠損株 におけるグリシン開裂系（GCV）の機能低下が疑われ，こ の構成因子であり PLP 依存性酵素であるグリシン脱炭酸 酵素（GcvP）が PNP によって競合的に阻害されることを 明らかとした．GCV 開裂系はグリシンの異化とともに， C1 代謝に重要な 5, 10-methylenetetrahydrofolate の合成に も関わる．現在までの解析結果は，E. coli の yggS 欠損 株において認められた多様な代謝系の変動が，PNP の異 常蓄積によって惹起されている可能性を示唆した．本発 表では，我々の研究成果を中心に，本タンパク質ファミ リーが担うビタミン B6・アミノ酸代謝制御機構について 紹介したい． 【略歴】 2009 年，名古屋大学大学院生命農学研究科 応用分子 生命科学専攻 博士課程修了．以後，京都大学化学研 究所 博士研究員，名古屋大学大学院生命農学研究科 助教を経て 2016 年 6 月より現職．アミノ酸代謝関連 酵素の構造機能相関などについて研究している． 2 -Ⅲ- S1 図 1 ビタミン B6 ピ リ ド キ シ ン リ ン 酸（PNP）， ピ リ ド キ サ ー ル リ ン 酸 （PLP），ピリドキサミンリン酸（PMP），およびそれぞれ の脱リン酸体．PLP は様々なアミノ酸代謝酵素の補酵素 としてはたらく．
