2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20370039
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
藤木 幸夫 Kyushu University, 大学院・理学研究院, 教授 (70261237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 茂彦 九州大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (90236753)
三木 邦夫 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10116105)
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| Keywords | ペルオキシソーム / ペルオキシン / 構造と機能 / 結晶構造 / タンパク質相互作用 |
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| Research Abstract |
本年度は以下の研究項目に取り組み、分子・原子レベルでの成果を得ることができた。
1) ペルオキシソームマトリックスタンパク質の輸送・局在化機構の解明
ペルオキシソーム移行シグナル1(PTS1)受容体、Pex5pの膜状ドッキング因子Pex14pのN-末側領域、Pex14p(25-70)の結晶構造解析に成功、3個のヘリックスからなるドメイン構造を昨年明らかにした。現在、Pex14pのN-末端領域(アミノ酸配列20-70)の詳細な構造を明らかにすべく、その発現・精製と結晶化を試みている。同時に、その単量体-2量体間(Pex14p-Pex14pおよびPex14p-Pex5pすなわちホモおよびヘテロ2量体)変換の分子形状を明らかにした。
2) マトリックスPTS2-タンパク質の輸送機構:プラスマローゲン生合成酵素、ADAPSをはじめペルオキシソーム局在化シグナルPTS2タンパク質のPTS2受容体Pex7pを介したペルオキシソームへの無細胞輸送系の確立に成功、PTS1受容体Pex5pおよびPex7pはATP非依存的にインポートされること、Pex5pとPex7pは化学量論的にそれぞれ異なった様式でペルオキシソーム膜上タンパク質輸送装置複合体間を遷移することなど、その基本的分子機構をほぼ明らかにした。今後、構造生物学的解析に取り組む予定である。
3) ペルオキシソーム膜タンパク質の輸送と膜形成機構
膜形成因子Pex3p、Pex16pおよびPex19pが必須な膜形成機構に関し、昨年Class I pathway : Pex19p-新規合成ペルオキシソーム膜タンパク質複合体の膜上のPex3pへの輸送系;Class II pathway : Pex19p-新規合成Pex3p複合体の膜上Pex16pへの標的化を明らかにした。今年度は、Pex26p(Pex1p-Pex6p複合体の膜上リクルート因子)やFisl(dlplの膜上ドッキング因子)などペルオキシソームC末アンカータンパク質(C-TA)の輸送経路について検討の結果、C-TAは細胞質でPex19pと複合体を形成、膜上Pex3pへ標的化される経路Class I pathwayにより輸送されることを見出した。
4) エーテルリン脂質プラスマローゲンの生合成調節酵素の同定
プラスマローゲンの生合成の制御機構に関して、i)ペルオキシソーム膜蛋白質であるfatty acyl-CoA reductasel(Farl)が、プラスマローゲン合成中間産物であるalkyl-DHAP産生に必須な長鎖アルコールを産生する酵素である;ii)プラスマローゲンの生合成は生合成経路の中間産物ではなく、最終産物であるプラスマローゲンによって調節される;iii)この調節は、細胞内プラスマローゲン量依存的なFarlの安定性調節を介した活性制御によって達成されている、ことを見出した。これらの知見は、リン脂質ホメオスタシスに関するまったく新しい発見として、高く評価されている(J. Biol. Chem.誌に"Paper of the Week"として掲載された)。
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