細胞内小器官ペルオキシソームの形成および機能発現分子機構の解析

• Project/Area Number: 09780549
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 田村 茂彦 九州大学, 理学部, 助手 (90236753)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1998: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1997: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ペルオキシソーム / ペルオキシソーム欠損症 / 患者解析 / ペルオキソソーム形成因子 / AAA蛋白質

Research Abstract

ペルオキシソーム形成機構の全体像を明らかにするため、それに関わる因子の同定を目指して研究を行った。そこでまずペルオキシソーム欠損症の中でも最も患者数の多い相補性群として知られるE群の相補遺伝子として、PEX1をCHO細胞を用いてヒトcDNA発現ライブラリーから機能相補クローニング法に従って同定した。このcDNAは全長約4200bpから成り、そのコード領域は1283アミノ酸から成る蛋白質をコードしていた。PEX1の推定アミノ酸配列中には2カ所ずつのウォーカーモチーフAおよびB、そしてAAA蛋白質において高い相同性を持つ領域SRHを含んでおり、PEX1はAAA蛋白質ファミリーに属していることを示した。PEX1はE群(米国I群)に属するヒト患者由来の繊維芽細胞そしてペルオキシソーム欠損性CHO細胞における相補遺伝子であることを形態学的にだけでなく生化学的にも明らかにした。またE群の繊維芽細胞のひとつであるPBDE-04においては664番目のLeuがProにミスセンス変異したもの、そして634番目のGlyから69番目のHiSが欠失した変異が存在し、これらの変異がペルオキシソーム欠損症の原因となっていることを明らかにした。そしてE群に属する繊維芽細胞の中で、30℃でペルオキシソーム形成が回復するという温度感受性を示す細胞があることを岐阜大(医)のグループが見いだすと同時に、本課題研究の申請者らが843番目のGlyがAspへ変異することで温度感受性の原因となっていることを形態学的および生化学的に明らかにした。このPEX1温度感受性変異は患者の臨床症状において軽症型を与えるという非常に興味深いかつ重要な知見も見いだした。さらにPEX1遺伝子産物であるPex1pはPex6pと複合体を形成していることを見いだし、この複合体形成がペルオキシソームの形成におけるPex1pの機能に重要な役割を果たしていることを示唆した。

Research Products

• [Publications] Tamura,S.: "Human PEX1 cloned by functional complementation on a CHO cell mutant is responsible for peroxisome-deficient Zellweger syndrome of complementation group I" Proc.Natl.Acad.Sci.USA.95. 4350-4355 (1998)
• [Publications] Tamura,S.: "A cytoplasmic AAA family peroxin,Pex1p,interacts with Pex6p" Biochem.Biophys.Res.Commun.245. 883-886 (1998)
• [Publications] Imamura,A.: "Temperature-sensitive mutation in PEX1 moderates the phenotypes of peroxisome deficiency disorders" Hum.Mol.Genet.7. 2089-2094 (1998)
• [Publications] Okumoto,K.: "PEX12,the pathogenic gene of group III Zellweger syndrome: cDNA cloning by functional complementation on a CHO cell mutant,patient analysis,and characterization of Pex12p" Mol.Cell.Biol.18. 4324-4336 (1998)
• [Publications] Okumoto,K.: "Mutation in PEX10 is the cause of Zellweger peroxisome-deficiency syndrome of complementation group B" Hum.Mol.Genet.7. 1399-1405 (1998)
• [Publications] Abe,I.: "Clofibrate-inducible,28-kDa peroxisomal integral membrane protein is encoded by PEX11" FEBS Lett.431. 468-472 (1998)
• [Publications] Honsho,M.: "Mutation in PEX16 is causal in the peroxisome-deficient Zellweger syndrome of complementation group D" Am.J.Hum.Genet.63. 1622-1630 (1998)
• [Publications] Matsuzono,Y.: "Human PEX19: cDNA cloning by functional complementation, mutation analysis in a Zellweger patient,and potential role in peroxisomal membrane assembly" Proc.Natl.Acad.Sci.USA.96. 2116-2121 (1999)
• [Publications] Shimizu,N.: "The Peroxin Pex14p: cDNA cloning by functional complementation on a Chinese hamster ovary cell mutant,characterization,and functional analysis" J.Biol.Chem.in press. (1999)
• [Publications] Ghaedi,K.: "Isolation and charaterization of novel peroxisome biogenesis-defective Chinese hamster ovary cell mutants using green fluorescent protein" Exp.Cell Res.in press. (1999)
• [Publications] Ghaedi,K.: "Newly identified Chinese hamster ovary cell mutants defective in peroxisome assembly represent complementation group A of human peroxisome biogenesis disorders and one novel group in mammals" Exp.Cell Res.in press. (1999)
• [Publications] Tamura,S.: "Human PEX1 cloned functional complementation on a CHO cell mutant is resposible for peroxisome-deficient Zellweger syndrome of complementation group I." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95(in press). (1998)