ミトコンドリア蛋白質の移行過程におけるストレス蛋白質の機能

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07253219
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 森 正敬 熊本大学, 医学部, 教授 (40009650)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺田 和豊 熊本大学, 医学部, 助手 (00253724)
• Keywords: ミトコンドリアインポート / 前駆体タンパク質 / オルニチントランスカルバミラーゼ / hsp70 / hsc70 / 分子シャペロン

Research Abstract

ミトコンドリアタンパク質の大部分はサイトソルでN末端に延長ペプチド(プレシークエンス)を持つ前駆体として合成され、その後ミトコンドリアに移行して成熟タンパク質に転換される。サイトソルで合成された前駆体が高等動物のミトコンドリア膜を認識するためには、前駆体のプレシークエンスに加えて、サイトソル中のHsp70およびその他の因子が必要である。しかし、高等動物におけるHsp70の役割は必ずしも明らかではない。
今回、高等動物のHsp70ファミリーの1つであるHsc70に特異的なモノクローナル抗体(1B5)を用いて、ラットオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)前駆体のラットミトコンドリアへの取り込みにHsc70が果たす役割を検討した。まず、ウサギ網状赤血球ライセ-ト中のHsc70を1B5モノクローナル抗体によって除去した後、in vitro翻訳を行い、ミトコンドリアへの取り込みを調べたところ、コントロールに対して取り込みが1/4に低下した。この低下は、翻訳前に精製したマウスHsc70を再添加することによって回復したが、翻訳後の再添加では無効であった。ついで、種々の前駆体タンパク質や融合タンパク質を用いてHsc70の要求性を検討した。Hsc70抗体をin vitro翻訳時に加えると、これらの前駆体のミトコンドリア移行は53〜0%阻害された。いくつかのtruncateしたOTC前駆体を用いた場合、最も短い前駆体pOTC(1-90)の移行は2分間で最大となり、Hsc70の阻害はほとんど見られなかった。またOTC前駆体をHsc70を除去したライセ-トで翻訳した時の状態をショ糖密度勾配遠心法によって解析した。その結果、Hsc70を含む未処理のライセ-トで合成したOTC前駆体は11Sを中心とするブロードな沈降パターンを示したが、Hsc70非存在下ではこの複合体が消失した。

Research Products

• [Publications] Zimmer,K-P.et al.: "Ultrastructural,immunocytochemical and stereological investigation of hepatocytes in a patient with the mutation of the ornithine transcarbamylase gene" Eur.J.Cell Biol.67. 73-83 (1995)
• [Publications] Terada,K.et al.: "Role of heat shock cognate 70 protein in import of ornithine transcarbamylase precursor into mammalian mitochondria" Mol.Cell.Biol.15. 3708-3713 (1995)
• [Publications] 金澤正樹 他: "分子シャペロンと細胞内蛋白質輸送" 実験医学. 13. 1413-1418 (1995)
• [Publications] Mori,M.& Terada,K.: "Biopolymers and Bioproducts : Structure,Function and Applications" Samakkhisan (dokya) Public Company Limited, 7 (1995)