リン酸輸送担体に秘められた酸化的リン酸化反応の新たな制御機構の可能性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657592
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 篠原 康雄 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 教授 (60226157)
• Keywords: 酸化的リン酸化 / ミトコンドリア / 溶質輸送担体 / ヌクレオチド / 機能制御機構 / 結合サイト

Research Abstract

酸化的リン酸化反応は、生体内における主要なエネルギー変換反応であり、その制御機構を理解することは生命活動の制御機構を理解する上でも非常に重要である。酸化的リン酸化反応は、1)電子伝系、2)ATP合成酵素、3)ATP合成に必要な基質の輸送系などのタンパク質から構成されており、様々なプロセスでの制御が可能である。しかしながら、これらの機能が生理的条件下でどのように制御されているのかということについてはほとんど明らかにされていない。
上記の3)で示される基質の輸送系は、合成されたATPやATP合成の基質であるADPの輸送系(ヌクレオチド輸送系)、リン酸の輸送系、呼吸基質の輸送系などのタンパク質からなるが、これらのタンパク質が高い構造類似性を示すことから、共通の祖先遺伝子に由来するものと考えられている。これらのタンパク質のうち、ヌクレオチド輸送担体はヌクレオチドを直接の基質としてこれを輸送するが、メンバーの他の1つとして知られる脱共役タンパク質は、H+を輸送し、ヌクレオチドはこのタンパク質のH+輸送能を制御することが知られている。我々は更に他のメンバータンパク質にも、ヌクレオチドが結合する可能性を考えて実験を行い、リン酸輸送担体にもヌクレオチドが結合し得ることを明らかにした。そこで、この結合の生理的意義を解明する目的で、本研究ではリン酸輸送のヌクレオチドによる調節の可能性を検討した。その結果、少なくとも単離されたミトコンドリアレベルでは、高濃度のADPやATPを添加することによって、リン酸の輸送が制御されることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] N.Yamazaki et al.: "Structural properties of mammalian mitochondrial ADP/ATP carriers"Mitochondrion. 1. 371-379 (2002)
• [Publications] M.Hino et al.: "Requirement of continuous transcription for production of certain amount of protein by Rapid Translation System"Protein Express. Purif.. 24. 255-259 (2002)
• [Publications] E.Majima et al.: "Close location of the first loop to the third loop of the mitochondrial ADP/ATP carrier deduced from cross-linking catalyzed by copper-o-phenanthroline of the solubilized carrier with Trition X-100"J. Biochem.. 131. 461-468 (2002)
• [Publications] R.Tachibana et al.: "Effect of cationic liposome in an in vitro transcription and translation system"Biol. Pharm. Bull.. 25. 529-531 (2002)
• [Publications] R.Tachibana et al.: "Relationship between the amount of plasmid delivered into nucleus and gene expression revealed by quantitative evaluation of intranuclear plasmid"Pharm. Res.. 19. 377-381 (2002)
• [Publications] M.Tabuchi et al.: "Cell-free protein synthesis on a microchip"Proteomics. 2. 430-435 (2002)
• [Publications] Y.Shinohara et al.: "Permeability transition-independent release of mitochondrial cytochrome c induced by valinomycin"Eur. J. Biochem. 269. 5224-5230 (2002)
• [Publications] M.R.Almofti et al.: "Cationic liposome-mediated gene delivery : Biophysical effect on mechanism of internalization"Arch. Biochem. Biophys.. 410. 246-253 (2003)
• [Publications] M.R.Almofti et al.: "Lipoplex size determines lipofection efficiency with or without serum"Mol. Memb. Biol.. (印刷中).
• [Publications] K.Kajimoto et al.: "Expression profiles of 3 isoforms of inositol (1,4,5)trisphosphate receptor in brown adipose tissue of the rat"Biochem. Pharmacol.. (印刷中).
• [Publications] N.Yamazaki et al.: "The gene encoding muscle type carnitine palmitoyltransferase I : comparison of the 5'-upstream region of human and rodent genes"J. Biochem.. (印刷中).