Elucidaton of molecular mechanism of remodeling for cardiolipin

• Project/Area Number: 26450139
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Bioorganic chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Masato Abe 京都大学, 農学研究科, 助教 (30543425)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): OKU Masathide 京都大学, 大学院農学研究科, 助教 (10511230)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: カルジオリピン / リン脂質 / リモデリング / tafazzin / アシルトランスフェラーゼ / ミトコンドリア / ホスファチジルコリン / リゾカルジオリピン / タファジン / 脂質リモデリング / リポソーム / トランスアシラーゼ / リゾリン脂質

Outline of Final Research Achievements

Remodeling of the acyl chains of cardiolipin (CL) is responsible for final molecular composition of mature CL after de novo CL synthesis in mitochondria. In light of the diversity of the acyl compositions of mature CL between different organisms, the mechanism underlying tafazzin-mediated transacylation remains to be elucidated. We investigated the mechanism responsible for transacylation using purified S. cerevisiae tafazzin with liposomes composed of various sets of acyl donors and acceptors. The results revealed that tafazzin efficiently catalyzes transacylation in liposomal membranes with highly ordered lipid bilayer structure. Tafazzin elicited unique acyl chain specificity against phosphatidylcholine (PC) as follows: linoleoyl (18:2) > oleoyl (18:1) _ palmitoleoyl (16:1) >> palmitoyl (16:0). In these reactions, tafazzin selectively removed the sn-2 acyl chain of PC and transferred it into the sn-1 and sn-2 positions of MLCL isomers at equivalent rates.

Research Products

• [Journal Article] Mechanism for Remodeling of the Acyl Chain Composition of Cardiolipin Catalyzed by Saccharomyces cerevisiae Tafazzin (2016)
  • Author(s): Masato Abe, Yui Hasegawa, Masahide Oku, Yoshiki Sawada, Eriko Tanaka, Yasuyoshi Sakai, and Hideto Miyoshi
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 291 Pages: 15491-15502
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of photoreactive cardiolipins for a photoaffinity labeling study (2015)
  • Author(s): Abe, M., Nakano, M., Kosaka, A. and Miyoshi, H.
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 56 Issue: 17 Pages: 2258-2261
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2015.03.056
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bongkrekic Acid Analogue, Lacking One of the Carboxylic Groups of its Parent Compound, Shows Moderate but pH-insensitive Inhibitory Effects on the Mitochondrial ADP/ATP Carrier (2015)
  • Author(s): Atsushi Yamamoto, Keisuke Hasui, Hiroshi Matsuo, Katsuhiro Okuda, Masato Abe, Kenji Matsumoto, Kazuki Harada, Yuya Yoshimura, Takenori Yamamoto, Kazuto Ohkura, Mitsuru Shindo, Yasuo Shinohara
  • Journal Title: Chem. Biol. Drug Des. Volume: 86 Issue: 5 Pages: 1304-1322
  • DOI: 10.1111/cbdd.12594
  • NAID: 120006732016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Efficient Total Synthesis of Bongkrekic Acid and Apoptosis Inhibitory Activity of its Analogues (2015)
  • Author(s): K. Matsumoto, M. Suyama, S. Fujita, T. Moriwaki, Y. Sato, Y. Aso, S. Muroshita, H. Matsuo, K. Monda, K. Okuda, M. Abe, H. Fukunaga, A. Kano, M. Shindo,*
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 21 Issue: 32 Pages: 11590-11602
  • DOI: 10.1002/chem.201501304
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 出芽酵母tafazzinによるカルジオリピンのリモデリング機構に関する研究 (2016)
  • Author(s): 長谷川 裕以、安部 真人、奥 公秀、阪井 康能、三芳 秀人
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] Saccharomyces cerevisiae由来tafazzinによるカルジオリピンのトランスアシル化反応の基質特異性 (2016)
  • Author(s): 〇安部真人、長谷川結以、奥公秀、澤田良樹、田中絵里子、阪井康能、三芳秀人
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス
• [Presentation] カルジオリピン含有リポソームを用いた酵母由来tafazzinの基質特異性の解明 (2016)
  • Author(s): 〇安部真人、長谷川結以、奥公秀、澤田良樹、田中絵里子、阪井康能、三芳秀人
  • Organizer: 第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学大学院薬学研究科
• [Presentation] リン脂質カルジオリピンのシトクロムcに対する結合部位の同定 (2015)
  • Author(s): 安部真人、田邊有貴恵、三芳秀人
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] ミトコンドリア複合体-Iにおけるアセトゲニンの結合部位の同定 (2015)
  • Author(s): 平野桂太郎、安部真人、三芳秀人
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Remarks] 京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻生物機能制御化学分野HP
  • URL: http://www.biofunc-chem.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 京都大学農学研究科生物機能制御化学研究室HP
  • URL: http://www.biofunc-chem.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 九州大学先導物質化学研究所生命有機化学分野HP
  • URL: http://www.cm.kyushu-u.ac.jp/dv01/dmstj.html
• [Remarks] 京都大学農学研究科応用生命科学専攻生物機能制御化学研究室HP
  • URL: http://www.biofunc-chem.kais.kyoto-u.ac.jp/