NPR2はTORC1を阻害し窒素含有代謝産物の生合成のためのグルタミンの不適切な利用を防止する

Sci. Signal., 16 December 2014
Vol. 7, Issue 356, p. ra120
DOI: 10.1126/scisignal.2005948

Sunil Laxman^*, Benjamin M. Sutter, Lei Shi, and Benjamin P. Tu^†

Department of Biochemistry, The University of Texas Southwestern Medical Center, 5323 Harry Hines Boulevard, Dallas, TX 75390-9038, USA.

† Corresponding author. E-mail: benjamin.tu@utsouthwestern.edu

* Present address: Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, National Center for Biological Sciences Campus, GKVK, Bellary Road, Bangalore 560065, India.

要約 細胞は、予測不能な栄養環境において増殖とオートファジーの切り替えが可能でなければならない。保存されたNpr2タンパク質複合体（Iml1、Npr2およびNpr3から成り、SEACITとも呼ばれる）は、栄養豊富な条件でオートファジーを阻害するラパマイシン標的複合体1（TORC1）キナーゼシグナル伝達を阻害する。オートファジーを促進し、増殖を阻害する栄養制限培地で培養された酵母では、Npr2の欠損により、細胞がオートファジーをバイパスし、増殖することが可能となる。われわれは、窒素源としてのアンモニウムと非発酵性炭素源（乳酸）を含む最小培地で増殖した場合、Npr2欠損酵母は、野生型酵母とは異なる代謝状態をもつことを見いだした。グルタミンを蓄積する野生型酵母とは異なり、Npr2欠損酵母は、グルタミンを窒素含有代謝産物へ代謝し、高濃度のS-アデノシルメチオニン（SAM）を維持した。さらに、これらの栄養制限条件下で増殖した野生型酵母では、メチオニンの供給が、窒素代謝産物合成のためのグルタミン消費を刺激し、含硫アミノ酸刺激と窒素利用の統合を示した。これらのデータは、Npr2複合体が細胞の恒常性を調節する代謝基盤を明らかにし、窒素源としてのグルタミンの合成および利用の制御におけるTORC1の鍵となる機能を示した。

S. Laxman, B. M. Sutter, L. Shi, and B. P. Tu, Npr2 inhibits TORC1 to prevent inappropriate utilization of glutamine for biosynthesis of nitrogen-containing metabolites. Sci. Signal. 7, ra120 (2014).