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前駆体蛋白質のミトコンドリアへの標的化機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 08044212
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究分野 機能生物化学
研究機関九州大学

研究代表者

三原 勝芳  九州大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40029963)

研究分担者 WATERNAB Mic  バンダビルト大学, 医学部, 教授
SCHATZ Gottf  バーゼル大学, バイオセンター, 教授
小宮 徹  九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (40304802)
中村 暢宏  九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (50294955)
阪口 雅郎  九州大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (30205736)
WATERMAN Michael R.  Vanderbilt University, School of Medicine, Professor
WATERMAN Mic  バンダビルト大学, 医学部, 教授
MICHAEL R Wa  バンダビルト大学, 医学部, 教授
GOTTFRIED Sc  バーゼル大学, バイオセンター, 教授
SUZUKI Carol  バーゼル大学, バイオセンター, 研究員
HORST Martin  バーゼル大学, バイオセンター, 研究員
阪口 雅郎  九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (30183114)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1998年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1996年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードシャペロン / ミトコンドリア / 全駆体蛋白質 / 蛋白質輸送 / 膜透過 / オルガネラ / インポート受 / 前駆体蛋白質 / 分子シャペロン / Hsp70 / ATPase
研究概要

本研究は酵母ミトコンドリアの生合成で先駆的な研究を行っているバーゼル大学のSchatz教授との共同で前駆体蛋白質のミトコンドリア標的化の分子機構を明らかにすることを目的として開始された。そして当該研究期間に以下の事柄を明らかにすることができた。
【1】 酵母およびラットのミトコンドリアを用いて、前駆体がミトコンドリア外膜に運ばれる過程の解析をおこない、前駆体の輸送経路には細胞質因子MSFに依存した経路とHSP70に依存した経路があることを明らかにした。前駆体はMSFによって外膜上のTOM70-TOM37に運ばれた後TOM20-TOM22を経由して外膜チャネルに運ばれる。HSP70によって運ばれる前駆体はTOM70-TOM37をバイパスし、直接TOM20-TOM22に運ばれる。
【2】 外膜受容体TOM70、TOM20の組み替え体を用いて前駆体との結合を測定し、Tom70への前駆体結合にはMSFが必要であり、TOM20への結合にはHSP70を必要とすること、2つの受容体は共にミトコンドリアシグナルペプチドを認識することなどを明らかにした。
【3】 これらの因子に加え、TOM22およびTIM23の膜間スペース部分とGSTあるいはMBPとの融合蛋白を精製し前駆体との結合、各因子間でのトランスファーの解析を行った結果、外膜の内外に配置された輸送因子が形成する「化学的不対称性」によって前駆体の膜透過が駆動されることなどが明らかになった。
【4】 ラットミトコンドリアの輸送因子、TOM70、TOM40、OM37、Metaxin、TIM17、TIM23およびTIM44のクローニングならびに機能の解析を行った。このうちOM30とmetaxinは哺乳類ミトコンドリアに特有な因子であることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (60件)

  • [文献書誌] K.Ota: "Assessment of topogenic functions of anticipated transmem-brane segments of human Band3." J.Biol. Chem.273. 28286-28291 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ishihara: "Characterization of the initial steps of preproteins import into rat liver mitoplasts" J.Biochem.124. 824-834 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nakamura: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24p." Mol.Biol.Cell. 9. 3493-3503 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ota: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypeptide segments in multispanning membrane proteins" Mol.Cell. 2. 495-503 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya: "Interaction of mitochondrial targeting signals with acidic receptor domains along the protein import pathway : Evidence for the “acid chain"hypothesis" EMBO J.17. 3886-3898 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kida: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum" Arch.Biochem.Biophys.351. 175-179 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ishihara: "Identification of the protein import components of the rat mitochondrial inner membrane, rTIM17, rTIM23 and rTIM44" J.Biochem.123. 722-732 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小宮徹: "ミトコンドリアタンパク質輸入の分子機構" 細胞工学. 17. 1104-1111 (1998)

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  • [文献書誌] J.Iwahashi: "Analysis of the functional domain of the rat liver mitochon-drial import receptor Tom20" J.Biol.Chem.272. 18467-18472 (1997)

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  • [文献書誌] T.Komiya: "Binding of mitochondrial precursor proteins to the cytoplasmic domains of the import receptors Tom70 and Tom20 is determined by cytoplasmic chaperones" EMBO J.16. 4267-4275 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.C.Armstrong: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondrion" J.Biol.Chem.272. 6510-6518 (1997)

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  • [文献書誌] S.Yamazaki: "Identification and functional characterization of yeast z-COP" J.Biochem.121. 8-14 (1997)

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  • [文献書誌] K.Mihara: "Cytosolic factors in mitochondrial protein import" Cellular and Molecular Life Sciences (formely Experimentia). 52. 1063-1068 (1996)

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  • [文献書誌] T.Komiya: "Protein import into mamalian mitochondria : Characterization of the inter-mediates along the import pathway of the precursor into the matrix" J.Biol.Chem.271. 22105-22110 (1996)

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  • [文献書誌] T.Kuroiwa: "Reinitiation of protein translocation across the endoplasmic reticulum mem-brane for the topogenesis of multispanning membrane proteins" J.Biol.Chem.271. 6423-6428 (1996)

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  • [文献書誌] K.Mihara: "Cytoplasmic chaperones in precursor targeting to mitochondria : the role of MSF and hsp70" Trends in Cell Biology. 6. 65-68 (1996)

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  • [文献書誌] T.Komiya: "Cytoplasmic chaperones determine the targeting pathway of precursor proteins to mitochondria" EMBO J.15. 399-407 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三原勝芳: "蛋白質のミトコンドリア移行と分子シャペロン" 蛋白質核酸酵素. 41. 868-874 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三原勝芳: "前駆体蛋白質のミトコンドリアへの標的化" 生化学. 68. 1605-1614 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Hamasaki & K.Mihara: "Membrane Proteins-structure, function and expression control" Karger Press, 413 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.U.Hartl: "Advances in molecular and cell biology" JAI Press, 356 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K Ota, M.Sakaguchi, N.Hamasaki & K.Mihara: "Assesment of topogenic functions of anticipated transmembrane segments of human Band3." J.Biol.Chem.273. 28286-28291 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ishihara, T.Komiya, M.Sakaguchi, A.Ito & K.Mihara: "Characterization of the initial steps of preprotein import into rat liver mitoplasts." J.Biochem.124. 824-834 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nakamura, S.Yamazaki, K.Sato, A.Nakano, M.Sakaguchi & K.Mihara: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24p." Mol.Biol.Cell. 9. 3493-3503 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ota, M.Sakaguchi, G.von Heijne, N.Hamasaki & K.Mihara: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypeptide segments in multispanning membrane proteins." Mol.Cell. 2. 495-503 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya, S.Rospert, C.Koehler, R.Looser, G.Schatz & K.Mihara: "Inteaction of mitochondrial targeting signals with acidic receptor domains along the protein import pathway : Evidence for the"acid chain"hypotesis." EMBO J.17. 3886-3898 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kida, S.Ohgiya, K.Mihra & M.Sakaguchi: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum." Arch.Biochem.Biophys. 351. 175-179 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ishihara & K.Mihara: "Identification of the protein import component of the rat mitochondrial inner membrane, rTIM17, rTIM23 and rTIM44" J.Biochem.123. 722-732 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya & K.Mihara: "Mechanism of mitochondrial protein import." Cell Technology. 17. 1104-1111 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Iwahashi, S.Yamazaki, T.Komiya, N.Nomura, S.Nishikawa, T.Endo & K.Mihara: "Analysis of the functional domain of the rat liver mitochondrial import receptor Tom20." J.Biol.Chem.272. 18467-18472 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya, S.Rospert, G.Schatz & K.Mihara: "Binding of mitochondrial precursor proteins to the cytoplasmic domains of the import receptors Tom70 and Tom20 is determined by cytoplasmic chaperones." EMBO J.16. 4267-4275 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.C.Armstrong, T.Komiya, B.E.Bergman, K.Mihara & P.Bornstein: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondrion." J.Biol.Chem.272. 6510-6518 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamazaki, S.Harashima, M.Sakaguchi & K.Mihara: "identification and functional characterization of yeast Z-COP." J.Biochem.121. 8-14 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Mihara & T.Omura: "Cytosolic factors in mitochondrial protien import." Cellular and Molecular Life Sciences(formely Experimentia). 52. 1063-1068 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya & K.Mihara: "Protein import into mammalian mitochondria : Characterization of the inter-mediates along the import pathway of the precursor into the matrix." J.Biol.Chem.271. 22105-22110 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroiwa, M.Sakaguchi, T.Omura & K.Mihara: "Reinitiation of protein translocation across the endoplasmic reticulum membrane for the topogenesis of multispanning membrane protiens." J.Biol.Chem.271. 6423-6428 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Mihara & T.Omura: "Cytoplasmic chaperones in precursor targeting to mitochondria : the role of MSF and hsp70." Trends in Cell Biology. 6. 65-68 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Komiya, M.Sakaguchi & K.Mihara: "Cytoplasmic chaperones determine the targeting pathway of precursor proteins to mitochondria." EMBO J.15. 399-407 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Mihara: "Molecular chaperones in mitochondrial protein import." Protein, Nucleic Acid and Enzyme. 41. 868-874 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Mihara: "Targeting of preproteins to mitochondria." Seikagaku. 68. 1605-1614 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Hamasaki & K.Mihara: Membrane proteins-struture, function and expression control. Karger Press, 413 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.U.Hartl: Advances in molecular and cell biology. JAI Press, 356 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ota: "Assessment of topogenic functions of anticipated trans-membrane segments of human Band3." J.Biol.Chem.273. 28286-28291 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ishihara: "Characterization of the initial steps of preprotein import into rat liver mitoplasts." J.Biochem.124. 824-834 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Nakamura: "Identification of potential regulatory elements for the transport of Emp24p." Mol.Biol.Cell. 9. 3493-3503 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ota: "Forced transmembrane orientation of hydrophilic polypep-tide segments in multispanning membrane proteins." Molecular Cell. 2. 495-503 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komiya: "Interaction of mitochondrial targeting signals with acidic receptor domains along the protein import pathway:Evidence for the"acid chain hypothesis." EMBO J.17. 3886-3898 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kida: "Membrane topology of NADPH-cytochrome P450 reductase on the endoplasmic reticulum." Arch.Biochem.Biophys.351. 175-179 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ishihara: "Identification of the protein import components of the rat mitochondrial inner membrane,rTIM17,rTIM23 and rTIM44." J.Biochem.123. 722-732 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.Iwahashi: "Analysis of the functional domain of the rat liver mitochondrial import receptor Tom20." J.Biol.Chem.272. 18467-18472 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komiya: "Binding of mitochondrial precursor proteins to the cytoplasmic domains of the import receptors Tom70 and Tom20 is determined by cytoplasmic chaperones." EMBOJ.16. 4267-4275 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] L.C.Armstrong: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondria." J.Biol.Chem.272. 6510-6518 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] N.Ishihara: "Identification of the protein import components of the rat mitochondrial inner memprane,rTIM17,rTIM23 and rTIM44." J.Biochem.(in press). (1998)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Soh Yamazaki: "Identification and fuctional characterization of yeast ζ-COP." J.Biochem.121. 8-14 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Katsuyoshi Mihara: "Cytosolic factors in mitochondrial protein import." Experientia. 52. 1063-1068 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tohru Komiya: "Protein import into mammalian mitochondria : Characterization of the intermediates along the import pathway of the precursor into the matrix." J.Biol.Chem.271. 22105-22110 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Kuroiwa: "Reinitiation of protein translocation across the endoplasmic reticulum membrane for the topogenesis of multispanning membrane proteins." J.Biol.Chem.271. 6423-6428 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] L.C.Armstrong: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondria." J.Biol Chem.272(in press). (1997)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Naotaka Hamasaki & katsuyoshi Mihara: "Membrane proteins-structure,function and expression control" Karger Press, 413 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] F.U.Hartl: "Advances in molecular and cell biology" JAI Press, 356 (1996)

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      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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