2000 Fiscal Year Annual Research Report

ミトコンドリア標的化シグナルの認識とその外膜透過の機構

Research Project

Project/Area Number	11694217
Research Institution	KYUSHU UNIVERSITY
Principal Investigator	三原勝芳九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (40029963)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小宮徹九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (40304802) 阪口雅郎九州大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (30205736)
Keywords	ミトコンドリア / 蛋白質輸送 / 膜透過 / 前駆体蛋白質 / 膜蛋白質 / シグナル認識
Research Abstract	ミトコンドリアを構成する蛋白質の殆どは核のDNAにコードされており、細胞質において前駆体蛋白質として合成された後に、前駆体蛋白質が持つミトコンドリアターゲティング配列を認識する細胞質因子によってミトコンドリア表面の受容体に運ばれ、さらに外膜と内膜とに独立しで存在する蛋白質輸送装置によって目的のコンパートメントに輸送される。本年度の研究では以下の事柄を明らかにした。【1】ミトコンドリア外膜を構成する蛋白質が細胞質で合成された後にミトコンドリアヘターゲティングされ、さらにその膜に挿入されて本来のトポロジーを形成する機構は全く不明である。我々はN-末アンカー蛋白質としてTom20を、またC-末アンカー蛋白質としてTom5を用いてターゲティングシグナルの特性の解析を行った。そしてN-末アンカー蛋白質については、適度の疎水性を持つ膜貫通領域(TMD)とその直後の5アミノ酸領域内に存在する都合1個の塩基性アミノ酸がシグナルとして働くこと、TMDはSRPによって認識されるがその下流の塩基性アミノ酸クラスターによってその機能が阻害され、結果的にミトコンドリアへのターゲティングが起こることを明らかにした。一方、C-末アンカー蛋白質については、C-末のTMDとその直後の塩基性アミノ酸クラスター(少なくとも3つの正電荷が必要)が必須であり、さらにTMDから塩基性アミノ酸までの距離、ならびにTMDのα-ヘリクス形成傾向が重要な要素であることを明らかにした。【2】ラットミトコンドリア外膜の輸送因子として、OM37、Metaxin、Tom20、Tom22、Tom40、Tom70のcDNAクローニングを行い、抗体を作成した後に輸送に関わる因子としての機能解析を詳細に行った。

Research Products
(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] 三原勝芳: "細胞内タンパク質輸送の制御機構の解明-G.ブローベル博士の業績-"現代化学. 2. 38-43 (2000)
[Publications] K.Mihara: "Targeting and insertion of nuclear-encoded preproteins into the mitochondrial outer membrane."BioEssays. 22. 364-371 (2000)
[Publications] Y.Abe et al.: "Structural basis of presequence recognition by the mitochodrial protein import receptor Tom20."Cell. 100. 551-560 (2000)
[Publications] Y.Kida et al.: "Membrane topogenesis of a type I signal-anchor protein, mouse synaptotagmin II, on the endoplasmic reticulum."J.Cell Biol.. 150. 719-729 (2000)
[Publications] K.Ota et al.: "Membrane integration of the second transmembrane segment of band 3 requires a closely apposed preceding signal-anchor sequence."J.Biol.Chem.. 275. 29743-29748 (2000)
[Publications] K.Saeki et al.: "Identification of mammalian Tom22 as a subunit of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 31996-32002 (2000)
[Publications] S.Kanaji et al.: "Characterization of the signal that directs Tom20 to the mitochondrial outer membrane."J.Cell Biol.. 151. 277-288 (2000)
[Publications] H.Suzuki et al.: "Characterization of rat Tom40, a central component of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 37930-37936 (2000)
[Publications] 三原勝芳(藤原研司他編): "ミトコンドリアにおける蛋白質輸送機構『細胞内の物質輸送メカニズム』"自然科学社. 12(81) (2000)
[Publications] 三原勝芳(内海耕慥編): "ミトコンドリアの耕造と機能『新ミトコンドリア学』"共立出版社(印刷中). (2001)
[Publications] 三原勝芳(永田和宏他編): "「ミトコンドリア」(『分子シャペロンによる細胞機能制御』)"シュプリンガー・フェアラーク東京(印刷中). (2001)
[Publications] 三原勝芳(日本生化学会編): "「タンパク質の輸送と選別」(『基礎生化学実験法』第3巻)"東京化学同人(印刷中). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

ミトコンドリア標的化シグナルの認識とその外膜透過の機構

Principal Investigator

三原 勝芳 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (40029963)

Research Products

[Publications] 三原勝芳: "細胞内タンパク質輸送の制御機構の解明-G.ブローベル博士の業績-"現代化学. 2. 38-43 (2000)

[Publications] K.Mihara: "Targeting and insertion of nuclear-encoded preproteins into the mitochondrial outer membrane."BioEssays. 22. 364-371 (2000)

[Publications] Y.Abe et al.: "Structural basis of presequence recognition by the mitochodrial protein import receptor Tom20."Cell. 100. 551-560 (2000)

[Publications] Y.Kida et al.: "Membrane topogenesis of a type I signal-anchor protein, mouse synaptotagmin II, on the endoplasmic reticulum."J.Cell Biol.. 150. 719-729 (2000)

[Publications] K.Ota et al.: "Membrane integration of the second transmembrane segment of band 3 requires a closely apposed preceding signal-anchor sequence."J.Biol.Chem.. 275. 29743-29748 (2000)

[Publications] K.Saeki et al.: "Identification of mammalian Tom22 as a subunit of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 31996-32002 (2000)

[Publications] S.Kanaji et al.: "Characterization of the signal that directs Tom20 to the mitochondrial outer membrane."J.Cell Biol.. 151. 277-288 (2000)

[Publications] H.Suzuki et al.: "Characterization of rat Tom40, a central component of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane."J.Biol.Chem.. 275. 37930-37936 (2000)

[Publications] 三原勝芳(藤原研司 他編): "ミトコンドリアにおける蛋白質輸送機構『細胞内の物質輸送メカニズム』"自然科学社. 12(81) (2000)

[Publications] 三原勝芳(内海耕慥 編): "ミトコンドリアの耕造と機能『新ミトコンドリア学』"共立出版社(印刷中). (2001)

[Publications] 三原勝芳(永田和宏 他編): "「ミトコンドリア」(『分子シャペロンによる細胞機能制御』)"シュプリンガー・フェアラーク東京(印刷中). (2001)

[Publications] 三原勝芳(日本生化学会 編): "「タンパク質の輸送と選別」(『基礎生化学実験法』第3巻)"東京化学同人(印刷中). (2001)

三原勝芳九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (40029963)

[Publications] 三原勝芳(藤原研司他編): "ミトコンドリアにおける蛋白質輸送機構『細胞内の物質輸送メカニズム』"自然科学社. 12(81) (2000)

[Publications] 三原勝芳(内海耕慥編): "ミトコンドリアの耕造と機能『新ミトコンドリア学』"共立出版社(印刷中). (2001)

[Publications] 三原勝芳(永田和宏他編): "「ミトコンドリア」(『分子シャペロンによる細胞機能制御』)"シュプリンガー・フェアラーク東京(印刷中). (2001)

[Publications] 三原勝芳(日本生化学会編): "「タンパク質の輸送と選別」(『基礎生化学実験法』第3巻)"東京化学同人(印刷中). (2001)