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細胞内レチノール結合タンパク質（CRBP）II はモノアシルグリセロールに結合して腸の内分泌シグナルを調節する&HOOXODUUHWLQROELQGLQJSURWHLQ,,ELQGVPRQRDF\OJO\FHUROVDQG
PRGXODWHVJXWHQGRFULQHVLJQDOLQJ

成体において小腸特異的に発現している細胞内レチ処理が遅れる（血糖値が下がりにくい）傾向がみられた．

ノ ー ル 結 合 タ ン パ ク 質（cellular retinol-binding protein,

また，空腹時の肝臓中の中性脂肪の増加と，血中の中性CRBP）II（統一的な命名規則により現在では RBP2 とも呼脂肪の減少が観察された．これらと関連して，肝臓からばれる）は，レチノールとレチナールに結合することで小の超低密度リポタンパク質（very-low-density lipoprotein,腸におけるビタミン A の吸収を促進することがその役割VLDL）分泌の低下も観察された．以上から，Rbp2−/−のであると考えられてきた 1）2）．最近 Lee ら 3）は，CRBP II

オスは，高脂肪食に対してより太りやすい性質を持つこが 2-アラキドノイルグリセロール（2-arachidonoylglycerol,2-AG）などのエンドカンナビノイドにも結合することをとも明らかとなった．
この Rbp2−/− の代謝異常の原因を探ったところ，レ見いだし，CRBP II の新しい生理機能を示唆する論文をチノイドの作用との関連性は認め難かった．そこで，報告したので，その背景も含めて本稿で紹介する．
Rbp2 ノックアウトマウスの表現型は 2002 年に報告

ビタミン A 以外のリガンドが CRBP II と結合して生理された 4）．それによると，ビタミン A を豊富に含む食餌で飼育した場合，Rbp2＋/−のオスと Rbp2＋/−のメスをろ，2-AG，2-オレオイルグリセロール（2-oleoylglycerol,作用を発揮するのではないかと考えて探索したとこ
2-OG），2-リノレオイルグリセロール（2-linoleoylglyc-掛け合わせて生まれた Rbp2−/−の仔は正常に成長した．

erol, 2-LG），1-AG などのモノアシルグリセロール（mono-ところが，Rbp2−/−のオスと Rbp2−/−のメスを掛け合わ

acylglycerols, MAGs）が CRBP II と強く結合することが判せ，母マウスの妊娠期間の後半以降，下限に近いビタ明した．さらに，N-アラキドノイルエタノールアミン（N N-リノレオイルエタノー
arachidonoylethanolamine, AEA），

ミン A しか含まない食餌で飼育すると，生まれた仔は，24 時間以内に 100％死亡した．同様の条件で Rbp2＋/＋ルアミン（N-linoleoylethanolamine, LEA），N-ミリストイのオスと Rbp2＋/＋ のメスを掛け合わせた時には，死亡した仔はいなかった．また，同様の条件で Rbp2＋/＋ のルエタノールアミン（N-myristoylethanolamine, MEA）な
ど の N-アシル エタノールアミン（N-acylethanolamines,

オスと Rbp2−/−のメスを掛け合わせた時の死亡率は 79± 21％であり，Rbp2−/− のオスと Rbp2＋/＋ のメスを掛らかとなった．なお，上記の化合物のうち，2-AG とNAEs）もまた CRBP II と弱いながらも結合することが明け合わせた時の死亡率は 27 ± 25％であった．仔の遺伝

AEA は，エンドカンナビノイドと呼ばれる内在性カン子型がどちらも Rbp2＋/− であるにもかかわらず死亡率ナビノイド受容体アゴニストであることが知られていに有意な差（79 ± 21％ vs. 27 ± 25％）が出たことから，母マウスの Rbp2 が仔の成長に重要であることが示さる 5）．MAGs の CRBP II への結合は，ホロ型 CRBP IIからレチノールを外して置き換えるほど強いものでも一定の割合（27 ± 25％）で死亡していることから，仔あったが（タンパク質の蛍光の変化で見積もった CRBPII と 2-AG の 解 離 定 数 Kd＝27.1 ± 2.4 nM），NAEs のの Rbp2（の発現量）もまた，仔の成長に重要であるこ

CRBP II への結合はホロ型 CRBP II からレチノールをとが示された．

引き抜くほどではなかった（同様に見積もった CRBP IIと AEA の Kd＝663.0 ± 24.0 nM）．

れた．一方，Rbp2＋/＋のメスから生まれた Rbp2＋/−の仔3）通常食で長期間飼育した Rbp2−/−のオスが，Lee ら は，野生型のマウスに比べて太ることに気づいた．この太った Rbp2−/−のオスでは，腹腔内に投与したグルコースのLee ら 3）は 同 じ 論 文 で，2-AG，AEA と 結 合 し た
CRBP II の結晶構造を報告している．そのうち，2-AG

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〔ビタミン 95 巻

結合 CRBP II の構造をリガンド結合ポケット開口部かCRBP II のリガンド結合ポケットと疎水性相互作用すら観察した立体視像を図示した（図 1A）．比較のため，ることで，両者の結合を増強している．一方，2-AG

レチノールが結合した CRBP II の結晶構造 6）も図示しと CRBP II との間には複数の水素結合が存在するが，た（図 1B）．レチノールの水酸基は，CRBP II の 108 番

2-AG のアシル基の配置に疎水性相互作用は貢献して目のグルタミン残基（Q108）のアミド基と水素結合しおらず，それより弱いファンデルワールス力によって6）7）．一方，2-AG には 2 つ規定されている．結果として，レチノールと 2-AG は，の水酸基とカルボニル基が 1 つ存在する．この 2 つの互いに異なる結合様式（それぞれ疎水性相互作用，水ていることが知られている水酸基の一方が，Q108 のカルボニル基および 40 番目素結合を中心とする）を持ちながら，CRBP II に同等ののリジン残基（K40）のアミノ基と水素結合しており，強さで結合するのではないかと，Lee ら 3）は考察してもう一方が 51 番目のスレオニン残基（T51）の水酸基といる．

水 素 結 合 し て い た． ま た，2-AG の カ ル ボ ニ ル 基 は最後に Lee ら 3）は，CRBP II が MAGs と結合するこQ97，72 番目のグルタミン酸残基（E72），60 番目のチとの生理的意義を検討した．その結果，Rbp2−/−においロシン残基（Y60）と水分子を介して水素結合ネットて，小腸粘膜の MAGs レベルが増加していることが明ワークを形成していた．以上をまとめると，レチノーらかとなった．また，グルコース依存性インスリン分

ルと CRBP II との間の水素結合は 1 つしか存在しないが， レ チ ノ ー ル の ȕ-ヨ ノ ン 環 お よ び ポ リ エ ン 鎖 が

泌 刺 激 ポ リ ペ プ チ ド（glucose-dependent insulinotropic

図1

polypeptide, GIP）の血中レベルも増加していることがヒト細胞内レチノール結合タンパク質（CRBP）II の立体構造

2-アラキドノイルエタノールアミン（2-AG）結合ヒト CRBP II の結晶構造（PDB ID：6BTH）を PyMOL により模式的に示した（A）．また，レチノール結合ヒト CRBP II の結晶構造を同様に示した（B）．平行法で立体視できるように左右に画像を配置した．右の黒点を右目で，左の黒点を左目で，遠くを見るように眺めると，4 つの黒点が見える．中央寄りの 2 つの黒点が重なるように視線を調節すると，その上に描かれた結晶構造が立体的に見える．CRBP II の二次構造とリガンド結合ポケットの構築については，以前本誌に掲載した解説を参照されたい 9）．
Symyx Draw を用いて各リガンドの構造式を描き，右に示した．

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明らかとなった．血中 GIP 濃度は，グルコース摂取依

文

存的でなく，脂肪摂取依存的に上昇した．また，Rbp2遺伝子欠損による GIP 放出の調節不全は，Rbp2−/−が太りだす前に観察されたことから，肥満などの代謝異3）−/−常の結果ではないと考えられた．Lee ら は，Rbp2で観察された体重増加の原因は，小腸粘膜で増加したMAGs が腸内分泌細胞からの GIP 放出を促し，その結献

1）Ong DE (1984) A novel retinol-binding protein from rat. Purification and partial characterization. J Biol Chem 259, 1476-1482
2）Blaner WS, Brun PJ, Calderon RM, Golczak M (2020) Retinolbinding protein 2 (RBP2): biology and pathobiology. Crit Rev Biochem Mol Biol 55, 197-218
3）Lee SA, Yang KJZ, Brun PJ, Silvaroli JA, Yuen JJ, Shmarakov I,果，末梢の脂肪組織（GIP 受容体を発現している）におJiang H, Feranil JB, Li X, Lackey AI, KrĊĪel W, Leibel RL, Libien

ける脂肪酸の取り込みが増加するためではないかと考J, Storch J, Golczak M, Blaner WS (2020) Retinol-binding protein

察している．

2 (RBP2) binds monoacylglycerols and modulates gut endocrine

CRBP II は小腸の可溶性タンパク質の 0.4 から 1.0％を占めることが知られているが，ビタミン A の吸収を促進するための量としては大過剰ではないかとの指摘もなされてきた．CRBP II が，ビタミン A のみならず，MAGs にも結合してその生理機能を発揮するのではな

signaling and body weight. Sci Adv 6, eaay8937
4）E X, Zhang L, Lu J, Tso P, Blaner WS, Levin MS, Li E (2002) Increased neonatal mortality in mice lacking cellular retinol-binding
protein II. J Biol Chem 277, 36617-36623
5）上田夏生（2020）XIV．必須脂肪酸と脂質メディエーター．ビタミン 94，190-196

いかという今回の報告が，その答えとなる可能性があ6）Nossoni Z, Assar Z, Yapici I, Nosrati M, Wang W, Berbasova T,る． 一 方，Rbp2 ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス の 小 腸 粘 膜 でVasileiou C, Borhan B, Geiger J (2014) Structures of holo wild-MAGs が増加する分子メカニズムや，CRBP II への結type human cellular retinol-binding protein II (hCRBPII) bound to合をめぐってビタミン A と MAGs が競合する可能性

retinol and retinal. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 70, 3226-など，今後明らかにするべき問題が数多く生み出されたとも言える．古くて新しいタンパク質である CRBPII の研究がますます発展していくことが期待される．

32327）Winter NS, Bratt JM, Banaszak LJ (1993) Crystal structures ofholo and apo-cellular retinol-binding protein II. J Mol Biol 230,1247-1259
8）目崎喜弘（2018）リガンド結合に伴う細胞内レチノール結合

Key words :cellular retinol-binding protein II, monoacylglycerol, endocannabinoid, intestine, crystal
structure, knockout mouse
Department of Laboratory Medicine, The Jikei University
School of Medicine 3-25-8, Nishi-Shimbashi, Minato-ku,
Tokyo, 105-8461, Japan
Yoshihiro Mezaki
東京慈恵会医科大学臨床検査医学講座
目崎喜弘

利益相反自己申告：申告すべきものなし（2020.11.16 受付）

タンパク質の立体構造変化．ビタミン 92，461-463