ミトコンドリア内膜トランスロケータチャネルの構造生物学的研究

• Project/Area Number: 14J00404
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Yamagata University (2015-2016); Nagoya University (2014)
• Principal Investigator: 小島 理恵子 山形大学, 理学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ミトコンドリア / カルジオリピン / トランスロケータ

Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリア内膜トランスロケータチャネルであるTIM23複合体のメンテナンスを担い，ミトコンドリア内でのカルジオリピン(CL)合成の最初の反応を触媒するTam41の結晶構造解析について，前年度に引き続き，様々なコンストラクトの発現・精製を検討した。今年度は，大腸菌発現系を用いて不溶性画分からのリフォールディング条件を検討した結果，Kluyveromyces lactisおよびKluyveromyces marxianus由来のTam41について，n-Dodecyl-β-D-maltosideとアルギニンの存在下で効率良く巻き戻ることが分かった。両者はゲルろ過クロマトグラフィーにおいても良好な溶出ピークが得られており，その溶出位置から，Tam41は単量体ではなく多量体を形成していることが考えられる。今後，リフォールディングしたTam41が酵素活性（CDP-DAG合成活性）を持っているかを確認し，結晶化スクリーニングに供する予定である。また，前年度までに得られていたPgs1 (PGP合成酵素)やGep4 (PGPホスファターゼ)について，昨年度までに得られた微結晶について結晶化条件の最適化を試みたが，結晶が成長しないため，引き続き沈殿剤の濃度やpH，コンストラクトの長さや基質の有無による結晶化条件の最適化を行う予定である。
また，ミトコンドリア外膜と小胞体膜を物理的に結合させるERMES複合体について，前年度までに得られていたMmm1欠損株の増殖阻害を回復させるマルチコピーサプレッサー遺伝子について論文を執筆し，FEBS Letters誌に発表した。さらに，ERMES複合体が小胞体からミトコンドリアへのホスファチジルセリンの輸送に直接的に関与していることを明らかにし，その成果をScientific Reports誌に発表した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Crystal Structure of Human General Transcription Factor TFIIE at Atomic Resolution (2016)
  • Author(s): Miwa, K., Kojima, R., Obita, T., Ohkuma, Y., Tamura, Y., and Mizuguchi, M.
  • Journal Title: JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY Volume: 428 Issue: 21 Pages: 4258-4266
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2016.09.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Identification of multi-copy suppressors for endoplasmic reticulum-mitochondria tethering proteins in Saccharomyces cerevisiae. (2016)
  • Author(s): Kojima R. Kajiura S. Sesaki H. Endo T. Tamura Y.
  • Journal Title: FEBS Letters Volume: 590 Issue: 18 Pages: 3061-3070
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12358
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A phospholipid transfer function of ER-mitochondria encounter structure revealed in vitro. (2016)
  • Author(s): Kojima. R. Endo T. and Tamura Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 30777-30777
  • DOI: 10.1038/srep30777
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural Fine-Tuning of MIT-Interacting Motif 2 (MIM2) and Allosteric Regulation of ESCRT-III by Vps4 in Yeast (2016)
  • Author(s): Kojima, R., Obita, T., Onoue, K., Mizuguchi., M.
  • Journal Title: J Mol Biol. Volume: 428(11) Issue: 11 Pages: 2392-2404
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2016.04.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutations in the gene PQBP1 prevent its interaction with the spliceosomal protein U5-15kD (2014)
  • Author(s): Mizuguchi, M., Obita, T., Serita, T., Kojima, R., Nabeshima, Y., and Okazawa, H.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3822-3822
  • DOI: 10.1038/ncomms4822
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新規のin vitro PS輸送実験を用いたERMES複合体のリン脂質輸送機能の解明 (2016)
  • Author(s): 小島理恵子, 遠藤斗志也, 田村康
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター／東北大学川内北キャンパス
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] 小胞体膜タンパク質 Ilm1 はミトコンドリア小胞体間リン脂質輸送を負に制御する (2016)
  • Author(s): 古田詩唯奈, 小島理恵子, 田村康, 遠藤斗志也
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター／東北大学川内北キャンパス
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] ERMES複合体の機能に関連する新規遺伝子の同定 (2015)
  • Author(s): 小島理恵子, 梶浦秀, 遠藤斗志也, 田村康
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] ミトコンドリア－小胞体テザリング複合体ERMES構成因子欠損株のマルチコピーサプレッサー解析 (2015)
  • Author(s): 小島理恵子, 梶浦秀, 遠藤斗志也, 田村康
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-06-30
• [Presentation] ミトコンドリアと小胞体を結合させるERMES複合体欠損株のマルチコピーサプレッサー解析 (2014)
  • Author(s): 小島理恵子
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-16
• [Presentation] ERMES構成因子欠損株のマルチコピーサプレッサーの解析 (2014)
  • Author(s): 小島理恵子
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2014-06-13