2012 Fiscal Year Annual Research Report
ポリグルタミン蛋白質によるミトコンドリア膜構造・ダイナミクス障害の分子機構解明
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23770108
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
伴 匡人 久留米大学, 分子生命科学研究所, 助教 (00579667)
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| Keywords | ポリグルタミン病 / ミトコンドリア / プロテオリポソーム / 膜融合 |
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| Research Abstract |
ポリグルタミン病は、蛋白質のミスフォールディングに起因する神経変性疾患である。最近、ミトコンドリアの損傷が、ポリグルタミン病患者に観察されることから、ポリグルタミン病の発症機構の解明に、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア融合・分裂や、膜構造に与える影響を明らかにすることが求められている。
平成24年度は、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア膜融合に与える影響を明らかにするために、in vitroでのミトコンドリア融合を再現することを目的とした。
ミトコンドリア膜融合は、ダイナミン様GTP加水分解蛋白質群により制御されているが、いずれも分子量10万ほどの膜蛋白質であるために、大腸菌による発現系では、活性を保ったまま発現・精製することが困難であった。そこで、大型の膜蛋白質でも活性を保ったまま発現することができるカイコ・バキュロウイルス発現系によりミトコンドリア内膜融合に関わるOPA1を発現し、生化学実験を行うのに、十分な量のリコンビナントOPA1を得ることができた。得られたOPA1は、ミトコンドリア内膜を模したリポソーム内に再構成し、OPA1プロテオリポソームを得た。膜融合は、プロテオリポソームに導入した蛍光色素NBDの蛍光強度の経時変化から解析した。その結果、プロテオリポソーム内に再構成されたOPA1は、GTP濃度に依存して、膜融合を起こすことが明らかになった。
今後は、このミトコンドリア膜融合モデルに、ポリグルタミン蛋白質を加えることにより、ポリグルタミン蛋白質のコンフォメーション変化が、ミトコンドリア膜融合に与える影響を解析する。またミトコンドリア膜構造の維持に働く膜蛋白質をカイコ・バキュロウイルスにより発現し、プロテオリポソームに再構成することで、ポリグルタミン蛋白質が、ミトコンドリア膜構造に与える影響を直接的に解析することが可能になると考えられる。
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