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Structural study for mitochondrial translocator SAM complex.

Research Project

Project/Area Number 18K14640
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research (2021)
Kyoto Sangyo University (2018-2020)

Principal Investigator

Takeda Hironori  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (80816588)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsミトコンドリア / クライオ電子顕微鏡 / タンパク質の膜挿入 / SAM-Mdm10超複合体 / 構造生物学 / トランスロケーター / クライオ顕微鏡構造解析 / 出芽酵母による複合体タンパク質の大量精製 / クライオ電子顕微鏡解析 / 膜タンパク質のX線結晶構造解析 / ミトコンドリアインポート / in vitro 部位特異的架橋実験 / 平面膜単一チャネル解析
Outline of Final Research Achievements

β-barrel membrane proteins localised on the mitochondrial outer membrane is essential for transport of small molecules and mitochondrial functions . The SAM complex embeds these β-barrel membrane proteins into the membrane. We determined the cryo-EM structures of the SAM complex and the SAM-Mdm10 supercomplex, and elucidated the substrate exchange mechanism by the SAM complex. This study was published in Nature. Moreover, we have successfully determined the cryo-EM structure of the SAM complex in the process of embedding the substrate protein into the membrane and also clarified a part of the molecular mechanism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、これまでに全く明らかにされてこなかった、ミトコンドリア外膜に局在するβバレル膜タンパク質の生合成に関する詳細な分子メカニズムを明らかにした、学術的に極めて重要な成果である。本研究により、ミトコンドリアがタンパク質を膜へ埋め込む SAM 複合体が基質タンパク質を埋め込んだ後、Mdm10によって膜へリリースされるメカニズムが明らかとなったことで、ミトコンドリアのタンパク質がどのような過程で機能するに至るのかを、分子レベルで解明されたことになる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] フライブルク大学(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] フライブルク大学(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] フライブルク大学(ドイツ)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Mitochondrial sorting and assembly machinery operates by β-barrel switching2021

    • Author(s)
      Takeda H, Tsutsumi A, Nishizawa T, Lindau C, Busto JV, Wenz LS, Ellenrieder L, Imai K, Straub SP, Mossmann W, Qiu J, Yamamori Y, Tomii K, Suzuki J, Murata T, Ogasawara S, Nureki O, Becker T, Pfanner N, Wiedemann N, Kikkawa M, Endo T.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 590(7844) Issue: 7844 Pages: 163-169

    • DOI

      10.1038/s41586-020-03113-7

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cryo-EM structure of mitochondrial translocator SAM complex2021

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      第19回日本タンパク質科学会年会
    • Related Report
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  • [Presentation] ミトコンドリアタンパク質挿入装置の構造基盤2021

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
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  • [Presentation] ミトコンドリア外膜タンパク質挿入装置のクライオ構造2021

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第77回学術講演会
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  • [Presentation] 生命科学の根幹に迫るミトコンドリアダイナミクスの世界2021

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cryo-EM structure of mitochondrial translacator SAM complex.2019

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      日本蛋白質学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡を用いたミトコンドリア外膜トランスロケーターSAM複合体の構造解析2018

    • Author(s)
      竹田弘法
    • Organizer
      日本分子生物学会
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      2018 Research-status Report
  • [Remarks] ミトコンドリアにバレル(円筒)型膜タンパク質を組み込む仕組みを解明

    • URL

      http://www.s.chiba-u.ac.jp/pr/files/20210107mitochondria2.pdf

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      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
  • [Remarks] ミトコンドリアにバレル(円筒)型膜タンパク質を組み込む仕組みを解明

    • URL

      https://www.kyoto-su.ac.jp/news/2021_ls/20210108_198_release.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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