2014 Fiscal Year Annual Research Report
ユビキノンが鍵因子となるミトコンドリア膜タンパク質の分子機構解明
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25850081
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村井 正俊 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (80543925)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ユビキノン / Coq10 / 光親和性標識 / 複合体-I / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユビキノンの主な役割は呼吸鎖電子伝達系における基質（電子伝達担体）としてはたらくことである。その一方で、ユビキノンを“活性因子”として一定の生理活性を発揮するミトコンドリア膜タンパク質（以下、「ユビキノン結合性タンパク質」）の存在が近年示唆されている。出芽酵母や分裂酵母で見出されたCoq10はそのようなユビキノン結合性タンパク質の一つであり、コレステロールなどの疎水性分子の細胞内輸送に関与する、いわゆるSTARTドメインスーパーファミリーに属するタンパク質である。Coq10 はミトコンドリアにおける円滑な電子伝達に必須であるが、その機能は不明である。応募者は酵母由来のCoq10 を実験材料に光親和性標識実験を行い、Coq10 がUQ を強く結合することを初めて見出した。さらに、Coq10 におけるキノン頭部の結合部位が、START ドメイン特有の構造である“疎水性トンネル”と呼ばれる空間に存在することを明らかにした。
これと平行して、ミトコンドリアNADH-ユビキノン酸化還元酵素(複合体-I)における、ユビキノン結合部位結合ポケットの位置特異的な化学修飾を試みた。本研究は、複合体-Iの鍵サブユニットに様々な機能性タグを導入し、複合体-Iの構造変化を解析することを将来的な目標に据えたテーマである。複合体-Iの特異的阻害剤であるアセトゲニンを鋳型としたリガンド分子を合成し、Ligand-directed tosylate chemistry（トシル化学）を利用して、ウシ心筋複合体-Iのを位置特異的に化学修飾することを試みた。その結果、ユビキノン結合ポケットの最深部を構成する49 kDaサブユニットの160番目のAsp160が、特異的に化学修飾されることが分かった。
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[Journal Article] Identification of the Binding Site of the Quinone-Head Group in Mitochondrial Coq10 by Photoaffinity Labeling2014
Author(s)
Murai, M., Matsunobu, K., Kudo, S., Ifuku, K., Kawamukai, M., and Miyoshi H
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Journal Title
Biochemistry
Volume: 53
Pages: 3995-4003
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Site-Specific Chemical Modification of Mitochondrial NADH-Ubiquinone Oxidoreductase (Complex I) Through Ligand-Directed Tosylate Chemistry2014
Author(s)
Murai, M., Masuya, T., Morisaka, H., Ifuku, K., and Miyoshi, H.
Organizer
18th European Bioenergetics Conference (EBEC2014)
Place of Presentation
Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal
Year and Date
2014-07-12
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