1996 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
08044212
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
三原 勝芳 九州大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40029963)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WATERMAN Mic バンダビルト大学, 医学部, 教授
SUZUKI Carol バーゼル大学, バイオセンター, 研究員
HORST Martin バーゼル大学, バイオセンター, 研究員
SCHATZ Gottf バーゼル大学, バイオセンター, 教授
小宮 徹 九州大学, 大学院・医学系研究科, 日本学術振興会特別研
阪口 雅郎 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (30183114)
|
|---|
| Keywords | ミトコンドリア / 膜透過 / 前駆体蛋白質 / シャペロン / Hsp70 / ATPase |
|---|
| Research Abstract |
前駆体蛋白質のミトコンドリア標的化と膜輸送について次の事柄を明かにした。
【1】酵母ミトコンドリア、Tom70抗体およびTom20抗体を用いた実験によって、ミトコンドリア外膜上のTom70-Tom37複合体が前駆体-MSF複合体に対する受容体であることを証明した。
【2】Tom70-Tom37に結合した前駆体-MSF複合体からATPの加水分解によってMSFが解離し前駆体蛋白質はTom20-Tom22に渡された後に外膜と内膜の透過チャネルを経てマトリクスに運ばれることを証明した。この過程には細胞質のATPが要求される。
【3】尿素などによって変性した直後の前駆体や細胞質のHsp70によってほどけた構造が維持される前駆体はTom70-Tom37をバイパスして直接Tom20-Tom22に運ばれた後に膜を透過する。この過程は細胞質のATPを必要としない。
【4】ミトコンドリアへの蛋白質輸送には細胞質とマトリクスのATPと内膜の膜ポテンシャルが要求される。これらのエネルギーを順次除去して輸送を行うことにより。前駆体蛋白質がマトリクスに到達するまでに6種類の輸送中間体を効率よく捕捉する系を組むことに成功し、それらの中間体の性質の解析をおこなった。これによって、外膜と内膜の輸送装置を生化学的に解析する道がひらかれた。
【5】外膜受容体Tom70、Tom20の細胞質領域、Hsp70、MSF、3種類の前駆体蛋白質すべてを精製し、これらを用いて前駆体と受容体の相互作用を水溶液系で解析した。その結果以下の事柄を明かにした。(1)Tom70への前駆体の結合には、前駆体の種類にかかわらずMSFが必要であり、Tom20への前駆体の結合にはHsp70を必要とする。(2)これら2種類の受容体は共に前駆体のミトコンドリア標的シグナルを特異的に認識することを、合成標的シグナルペプチドによる競合実験により証明した。しかし、その認識機構は両者で明確に異なる。(3)Tom70とTom20との間で可逆的な前駆体の授受がある。(4)酵母の細胞質にもMSFと同様な性質を持つ因子が存在する。
【6】哺乳類ミトコンドリアの受容体としてTom30/metaxinを見いだした。
|
-
[Publications] Soh Yamazaki: "Identification and fuctional characterization of yeast ζ-COP." J.Biochem.121. 8-14 (1996)
-
[Publications] Katsuyoshi Mihara: "Cytosolic factors in mitochondrial protein import." Experientia. 52. 1063-1068 (1996)
-
[Publications] Tohru Komiya: "Protein import into mammalian mitochondria : Characterization of the intermediates along the import pathway of the precursor into the matrix." J.Biol.Chem.271. 22105-22110 (1996)
-
[Publications] Tomoko Kuroiwa: "Reinitiation of protein translocation across the endoplasmic reticulum membrane for the topogenesis of multispanning membrane proteins." J.Biol.Chem.271. 6423-6428 (1996)
-
[Publications] L.C.Armstrong: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondria." J.Biol Chem.272(in press). (1997)
-
[Publications] Naotaka Hamasaki & katsuyoshi Mihara: "Membrane proteins-structure,function and expression control" Karger Press, 413 (1996)
-
[Publications] F.U.Hartl: "Advances in molecular and cell biology" JAI Press, 356 (1996)
