代謝：リシンの取り込みは抗酸化戦略であり、潜在的なポリアミン代謝を始動させる
Nature 572, 7768 doi: 10.1038/s41586-019-1442-6
単細胞生物と多細胞生物はどちらも、抗ストレス機構に依存しており、生物は、この機構によって熱や酸化物質への曝露といった突然の環境変化に対処できる。ストレス応答の中心は代謝の動的な変化で、例えば、酸化的傷害に対する保存された第1の応答として、解糖からペントースリン酸経路への移行がある。今回我々は、微生物細胞をストレス状況から守る第2の代謝適応について報告する。出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）のポリアミン輸送体Tpo1pが、酸化物質への耐性の維持に果たす役割は不明だが、経時的プロテオーム解析からは、リシン代謝との関連が示唆される。我々は、ストレス状況におけるポリアミン代謝とリシン代謝のつながりを、ポリアミン経路の最初の酵素Spe1pがリシンを脱炭酸して、別のポリアミンであるカダベリンを形成するという、基質許容性の非常に高い酵素反応の形で明らかにする。この反応は細胞外にリシンが存在するときに進行し、細胞により取り込まれたリシンの細胞内濃度は、増殖に必要な濃度の最大で100倍にも達する。このような大量の取り込みは、他のアミノ酸には見られず、ポリアミン経路依存的であり、酸化還元代謝の再プログラム化の引き金となる。その結果、NADPH（本来はリシンの生合成に必要である）がグルタチオン代謝へと誘導され、グルタチオン濃度が大幅に上昇して活性酸素種レベルが下がり、酸化物質への耐性が上昇する。我々の結果は、栄養素の取り込みは細胞の増殖を可能にするためだけに起こるのではなく、栄養素が十分に利用できるときには、細胞は代謝を再構成し、予防措置としてストレス防御の開始を可能にすることを示している。
