1989 Fiscal Year Annual Research Report
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63480127
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
中澤 淳 山口大学, 医学部, 教授 (90025594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 守 山口大学, 医学部, 助手 (30174741)
井上 幸江 山口大学, 医学部, 助手 (60159978)
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| Keywords | アデニレ-トキナ-ゼ / アイソザイム / cDNA / 代謝調節 / ミトコンドリア局在化 |
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| Research Abstract |
糖代謝をはじめとするエネルギ-生産経路においてはAMPが代謝調節因子として重要な意味をもつことが多い。このAMPの供給にはアデニレ-トキナ-ゼが寄与すると考えられる。本酵素には細胞質型(AK1)、ミトコンドリア膜間型(AK2)、ミトコンドリアマトリックス型(AK3)の3種のアイソザイムが存在するが、このような細胞内局在の違いがどのような代謝調節上の意味をもつかは不明である。
本研究では動物細胞にアデニレ-トキナ-ゼアイソザイムcDNAを導入し、細胞内局在を変え、代謝機能の変化を解析することを目標とした。我々は既に3種のアイソザイムcDNAを分離してはいたが、この中でAK3cDNAは、他のミトコンドリアタンパク質と異りN末端にリ-ダ-配列をもたないことが昨年の研究から明らかになっていた。AK3分子のどの領域にミトコンドリアへの転入を指令する情報が存在するかを知るために、AK3cDNAを大腸菌内で発現させたところ、生合成されたAK3タンパク質はペリプラズムに回収され、そのN末端アミノ酸配列はDNA塩基配列から予想されるものと同じであった。したがって、AK3タンパク質はミトコンドリア内膜を透過するのと同様に、ポリペプチド鎖の切断を伴うことなく細菌内膜を透過することが明らかになった。helical wheel解析により、AK3のN末端の6番目から23番目までの残基は両極性のαーヘリツクスを形成することがわかったので、この領域とβーラクタマ-ゼとの融合タンパク質を合成するプラスミドを作成し、大腸菌内で発現させたところ、融合タンパク質はペリプラスムまで透過していた。以上の解析よりAK3のN末端部分にミトコンドリアへの局在化を指令する情報が存在する可能性が強く示唆された。この知見は、今後人為的に酵素タンパク質の細胞内局在性を変えるための重要な基礎を提供したものと考えることができる。
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[Publications] S.Matsuura: "Human adenylate kinase deficiency associated with hemolytic anemia:A single base substitution affecting solubility and catalytic activity of the cytosolic adenylate kinase" J.Biol.Chem.264. 10148-10155 (1989)
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[Publications] M.Yamada: "Cloning and characterization of cDNA for mitochondrial GTP:AMP phosphotransferase of bovine liver" J.Biol.Chem.264. 9192-19199 (1989)
