植物におけるリポ酸の生合成および転移に関する酸素の分子生物学的解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640636
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 和田 元 九州大学, 理学部, 助教授 (60167202)
• Keywords: リポ酸 / リポ酸合成酵素 / リポ酸転移酵素 / 分子生物学

Research Abstract

リポ酸は、ミトコンドリアに存在するピルビン酸脱水素酵素や2-オキソグルタル酸脱水素酵素などの4つの酵素の活性に必須な補酵素として働いている。それらの酵素は、いずれも呼吸代謝系において重要な機能を担っていることから、リポ酸は生体内において極めて重要な物質である。しかし、リポ酸が細胞内のどこで、どのように合成されアポタンパク質に転移するのかについては不明である。本研究では、植物におけるリポ酸の生合成およびタンパク質への転移に関与した酵素の構造と機能を解析し、リポ酸の生合成およびタンパク質への転移機構を明らかにする。
本年度は、アラビドプシスからリポ酸合成酵素およびリポ酸転移酵素のcDNAをクローニングし、それらの構造解析を行った。また、各酵素を大腸菌において過剰発現させ、それらのタンパク質を用いて各酵素に対する抗体を作製した。さらに、それらの抗体を用いて各酵素の器官、組織、細胞内局在性についての解析も行った。リポ酸合成酵素および転移酵素のcDNAは、各々374および235アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、各タンパク質のアミノ末端側にはミトコンドリアへのトランジットペプチドと思われる配列が見い出された。これらの酵素をコードした遺伝子は、ゲノム上に1コピー存在し、おもに葉と花で発現していた。また、各酵素は細胞内ではミトコンドリアに局在し、リポ酸の合成および転移がミトコンドリアで起こることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Rie Yasuno: "Biosynthesis of lipoio acid in Arabidoopsis: cloning and characterization of the cDNA for lipoic acid synthase" Plant Physiology. 118. 935-943 (1998)
• [Publications] 和田,元: "新たに発見された植物ミトコンドリアにおける脂肪酸合成" 化学と生物. 37. 74-75 (1999)