2018 Fiscal Year Annual Research Report
In silico screening of novel stress response factors regulated by mitochondrial inner membrane proteases
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16K21680
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
今井 賢一郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80442573)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / ストレス応答 / PARL / タンパク質分解 / プロテアーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ミトコンドリアのストレス応答制御として、内膜プロテアーゼPARLによる基質タンパク質切断による細胞内局在及び機能の調節に注目し、in silico解析により、PARLによって調節される新規のストレス応答因子候補の探索を行うことを目的としている。これまで、プレ配列予測、内膜タンパク質の膜貫通領域予測、 PARLによる切断部位予測という3つの予測技術を組み合わせたPARLの基質予測パイプラインを開発し、45候補を得ることができている。また、近年行われたPARL基質のプロテオーム解析（Saita et al., Nat Cell Biol., 2017）により同定された新たな4つの基質のうち、3つは、我々の候補の中にも含まれていた。さらに、最近、PARLの基質の内膜貫通領域の膜間領域側にある負電荷クラスターが、PARL切断後の細胞質側へのリリースに重要との報告があった（Saita et al., EMBO J., 2018）。ストレス応答と関連する基質は、切断後、細胞質にリリースされることで機能調節に関わる可能性が高い。そこで、本年度は、膜貫通領域予測結果を基に膜間領域側にある負電荷クラスター解析を行い、28個の候補を得た。これらのうち、7個は、上記のPARLの基質のプロテオーム解析でも基質候補となっているものであり、有力な候補と考えられる。
有力な基質候補を得られているものの、既知の基質情報が少ないことから、配列情報からでは、十分な基質の切断部位予測ができていないという問題も抱えている。そこで、PARLと基質ペプチドの複合体の構造モデルをホモロジーモデリングと分子動力学計算により構築し、基質ペプチドのアミノ酸置換から得られる自由エネルギー変化量を用いた切断部位周辺配列の予測手法の開発も試みた。しかし、十分な予測精度を得られるまでは至っておらず、さらなる検討が必要である。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] Porin Associates with Tom22 to Regulate the Mitochondrial Protein Gate Assembly.2019
Author(s)
Sakaue H, Shiota T, Ishizaka N, Kawano S, Tamura Y, Tan KS, Imai K, Motono C, Hirokawa T, Taki K, Miyata N, Kuge O, Lithgow T, Endo T
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Journal Title
Mol Cell.
Volume: 73(5)
Pages: 1044-1055
DOI
Peer Reviewed
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