タンパク質の細胞内局在化・機能発現と生体金属イオン

• 研究課題/領域番号: 10129224
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 理学部, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 田村 茂彦 九州大学, 理学部, 助手 (90236753) ; 原野 友之 九州大学, 理学部, 助手 (80037275)
• 研究期間 (年度): 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: ベルオキシソーム / ベルオキシソーム形成遺伝子 / RINGフィンガー / 亜鉛イオン / 蛋白質-蛋白質間相互作用 / EST法 / CHO変異細胞 / ベルオキシソーム欠損症

研究概要

哺乳動物ペルオキシソームの形成には,変異細胞相補性群解析から14以上の遺伝子が必要とされる。私たちは先に,ペルオキシソーム形成因子-1(PAF-1,統一名Pex2p)をコードする遺伝子PEX2をクローニングし,PEX2がペルオキシソーム欠損症F群の病因遺伝子であることをはじめて証明した。Pex2pは,そのN-末端及びC-末端を細胞質側に向けた真在性ペルオキシソーム膜蛋白質であり,C-末部には亜鉛フィンガーの一種,RINGフィンガー(C_3HC_4モチーフ)が存在する。以下,今年度研究成果の概要を述べる。
1) ペルオキシソーム形成因子PEX12のクローニングとC末端RING fingerモチーフの重要性
CHO変異細胞ZP109に対しペルオキシソーム形成異常を相補するcDNA探索の結果,PEX2と同様にC-末部RINGフィンガー(C_3HC_4のうちCys5ヶのみ)をコードする新規相補遺伝子PEX12が得られ,40-kDaペルオキシソーム真在性膜タンパク質をコードしていた。PEX12がヒトペルオキシソーム欠損症第3群の原因遺伝子でありその変異を患者3例同定したが,いずれもC末RING fingerモチーフを欠失するホモ接合型ナンセンス変異であった。このことおよびRING fingerモチーフ(C_3HC_4)のsite-mutation解析より,C末RING fingerモチーフがペルオキシソームへの局在化ではなく相補活性に必須なドメインであることが示唆された。
2) 新規なヒトペルオキシソーム形成因子cDNA,PEX10のクローニングとその解析
これまでに私達は変異剤処理した動物培養細胞(CHO細胞)からペルオキシソーム欠損性変異細胞を分離し,これらの細胞におけるペルオキシソーム形成の回復活性を持つcDNAとして,機能相補発現クローニング法によりPEX1,PEX2,PEX6,PEX12,PEX19を単離している。今回,まだ哺乳動物では未同定のPEX10に着目し,アミノ酸配列の類似性からDatabase上で検索(EST search)を行い,326アミノ酸からなるORFを含むヒトPEX10cDNAのクローニングに成功した。ヒトPEX10タンパク質はC末端にRING fingerモチーフを持つペルオキシソーム膜タンパク質であること,さらにはPEX10がペルオキシソーム欠損症相補性B群の原因遺伝子であることも明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Matuzono,Y.: "Human PEX19 cDNA cloning by functional complementation,mutation analysis in a Zellweger patient,and potential role in peroxisomal membrane assembly." Proc.Natl.Acad.Sci.USA.96. 2116-2121 (1999)
• [文献書誌] Shimozawa,N.: "Genetic basis of peroxisome assembly mutants of numans,CHO cells and yeast:identification of a new complementation group of peroxisome biogenesis disorders,absent from peroxisomal memberane ghosts." Am.J.Hum.Genet.63. 1898-1902 (1998)
• [文献書誌] Honsho,M.: "Mutation in PEX16 is causal in the peroxisome-deficient Zellweger syndrome of complementation group D." Am.J.Hum.Genet.63. 1622-1630 (1998)
• [文献書誌] Imamura,A.: "Temperature-sensitive mutation in PEXI moderates the phenotypes of peroxisome deficiency disorders." Hum,Mol,Genet.7. 2089-2094 (1998)
• [文献書誌] Abe,I.: "cDNA cloning and characterization of a constitutiverly expressed isofrom of the human proxin Pexllp." 252. 529-533 (1998)
• [文献書誌] Abe,I.: "Clofibrate-inducible,28-kDa peroxisomal integral membrane protein is encoded by PEXII" FEBS Lett.431. 468-472 (1998)
• [文献書誌] Okumoto,K.: "Mutation in PEX10 is the cause of Zellweger peroxisome-deficiency syndrome of complementation group B." Hum.Mol.Genet.7. 1399-1405 (1998)
• [文献書誌] Kinoshita,N.: "Newly identified Chinese hamster ovary cell mutants are defective in biogenesis of peroxisomal membrance vesoclesIperzxisomal ghosts),representing a novel complememtation group in mammals." J.Biol.Chem.273. 24122-24130 (1998)
• [文献書誌] Okumoto,K.: "PEX12,the pathogenic gene of group III Zellweger syndrome:cDNA cloning by functional complementation on a CHO cell mutant,patients analysis,and characterization of Pex12p." Mol.Cell.Biol.18. 4324-4336 (1998)
• [文献書誌] Imsmura,A.: "Temperature-sensitive phentypes of peroxisome assembly processes represent the mildes forms of human peroxisome biogenesis disorders." Am.J.Hum.Genet.62. 1539-1543 (1998)
• [文献書誌] Tamura,S.: "A cytoplasmic AAA family peroxin,Pexlp,interacts with Pex6p." Biochem.Biophys.Res.Commun.245. 883-886 (1998)
• [文献書誌] Shimozawa,N.: "Peroxisome biogenesis disorders:Identification of a new complementation group distinct from peroxisome-deficient CHO mutants and not complemented by human PEX13" Biochem.Biophys.Res.Commun.243. 368-371 (1998)
• [文献書誌] Tamura,S.: "Human PEXI cloned by functional complementation on a CHO cell mutant is responsible for peroxisome-deficient Zellweger syndrome of complememtation group I." Proc.Natl.Acad.Sci.USAGC13:. 95. 4350-4355 (1998)