呼吸鎖複合体の細菌型とミトコンドリア型の比較と後者に固有のサブユニットの役割

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63617511
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 曽根 〓史 自治医科大学, 医学部, 助教授 (20049034)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大田 成男 自治医科大学, 医学部, 講師 (00125832) ; 浜本 敏郎 自治医科大学, 医学部, 講師 (30189625)
• Keywords: チトクロム酸化酵素 / チトクロムbC_1 / 細菌の呼吸鎖 / ミトコンドリアの生合成 / サブユニット構造 / 遺伝子発現制禦

Research Abstract

1.好熱菌PS3のチトクロム酸化酵素の光散乱とX腺小角散乱(阪大蛋白研での出張研究)の結果は、この酵素が非イオン性界面活性剤溶液中でモノマーで存在していることを示した。また蛋白質の分子量は両方法共に12-13万の値となり良い一致を示した。また、この酵素には蛋白質の1.6倍という多量の脂質および界面活性剤が結合している。同じくこの菌のbC_1複合体は同様の条件でダイマーとなっている。なお、牛ミトコンドリアの酵素ではいずれの酵素もダイマーとして存在することが知られている。
2.好熱菌PS3のチトクロムbC_1複合体の精製を行い、得られた標品の性質を調べた。4つのサブユニットから構成されているが、それらはチトクロムC_1(29kDa)、ヘム蛋白質(23kDa)、テトクロムbの前半(21kDa)とサブユニットIV(14kDa=チトクロムbの後半)からなる。これらのサブユニット構成や、その他この酵素の性質は、この酵素が全体としてクロロプラストのb_6f複合体との類似性が高いことが明らかとなった。すなわちチトクロム酸化酵素と同様に牛ミトコンドリア酵素と異なり単純なサブユニット構成となっている。
3.ヒト白血球細胞HL60にレチノール酸を与えると顆粒球状に分化し、同時に増殖を停止するが、この時核のDNAの複製停止に先だちミトコンドリアDNAの複製が停止した。 そして次に核にコードされたミトコンドリアタン白質の転写が停止した。 またこれらの蛋白質(H^+-ATP合成酵素β、テトクロウムC_1、ピルビン酸脱水素酵素α)をコードする遺伝子の上流に共通のエンハンサー構造があることを見出した。

Research Products

• [Publications] E.Kutoh;N.Sone: J.Biol.Chem.263. 9020-9026 (1988)
• [Publications] S.Ohta et al.: J.Biol.Chem.263. 11257-11262 (1988)
• [Publications] S.Ohta et al.: Ann.New York Acd.Sci.
• [Publications] N.Sone et al.(ed by J.R.Harris): "Subcellular Biochemistry vol.14 Artifitial and Reconstituted Membrdne Systems" Plenum Publishing Co.,London, 1-475 (1989)