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タンパク質トランスロケータシステムの構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 14037225
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋大学

研究代表者

遠藤 斗志也  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70152014)

研究分担者 吉久 徹  名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 准教授 (60212312)
西川 周一  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10252222)
研究期間 (年度) 2002 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
148,600千円 (直接経費: 148,600千円)
2006年度: 24,600千円 (直接経費: 24,600千円)
2005年度: 24,600千円 (直接経費: 24,600千円)
2004年度: 29,700千円 (直接経費: 29,700千円)
2003年度: 29,700千円 (直接経費: 29,700千円)
2002年度: 40,000千円 (直接経費: 40,000千円)
キーワードミトコンドリア / トランスロケータ / タンパク質の膜透過 / シャペロン / アンフォールディング / 酵母 / 膜透過 / NMR / 原子間力顕微鏡 / βバレルタンパク質
研究概要

ミトコンドリアは二つの膜(外膜と内膜)で囲まれた必須オルガネラである。約1000種類のミトコンドリア構成タンパク質の大部分はサイトゾルで合成され,外膜と内膜のトランスロケータの働きでミトコンドリア内に取り込まれ,外膜,膜間部,内膜,マトリクスのいずれかの区画に仕分けられる。われわれは,外膜でβバレル型膜タンパク質のアセンブリーに関わるTom38, Tom13,膜間部の可溶性タンパク質の外膜透過とジスルフィド結合形成に関わるTim40,タンパク質の外膜透過と内膜透過を共役させ,プレ配列の内膜受容体としても機能するTim50,内膜トランスロケータTIM23複合体の構成因子のアセンブリーと機能構造維持に関わるTam41, TIM23複合体のモータ因子として働くHsp70の機能を助けるTim15を新たに発見・同定した。さらにTim15のNMR構造を決定し,その構造に基づいて作成した変異体の機能解析を行うことにより,Tim15の機能領域がHsp70との相互作用領域と一致することを見いだした。
ミトコンドリアタンパク質の膜透過機構に関して,外膜トランスロケータであるTOM40複合体のチャネル(孔)には,通過中の前駆体タンパク質を保護するシャペロン機能があることを見いだした。このシャペロン機能は,外膜透過後の前駆体が膜間部で凝集することを防いだり,外膜透過に際して必要な前駆体のアンフォールディングを促進する役割があるものと考えられる。さらに,ミトコンドリアへのin vitroでのインポート速度と原子間力顕微鏡(AFM)による力学的安定性を比較することにより,ミトコンドリアのトランスロケータは、プレ配列近傍が部分的にほどけた膜透過中間体と相互作用し、その安定性を減少させることによって分子全体の効率的なアンフォールディングを引き起こすことを明らかにした。

報告書

(6件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 図書 (6件) 文献書誌 (16件)

  • [雑誌論文] Identification of Tam41 maintaining integrity of the TIM23 protein translocator complex in mitochondria2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tamura, Y.Harada, K.Yamano, K.Watanabe, D.Ishikawa, C.Ohshima, S.Nishikawa, H.Yamamoto, T.Endo
    • 雑誌名

      J. Cell Biol. 174

      ページ: 615-623

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cytoplasmic splicing of tRNA in Saccharomyces cerevisiae2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshihisa, C.Ohshima, K.Yunoki-Esaki, T.Endo
    • 雑誌名

      Genes Cells 12

      ページ: 285-297

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 私のチャレンジしたい化学の未解決問題 : オルガネラ構造を自在に操り自らの手で細胞をつくりたい2006

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也
    • 雑誌名

      化学 62

      ページ: 20-21

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 核内tRNAの生理的意義2006

    • 著者名/発表者名
      吉久 徹, 高野 晃, 遠藤斗志
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素増刊「細胞核の世界」 51

      ページ: 2232-2234

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of the protein unfolding pathways between mitochondrial protein import and atomic force microscopy measurements.2005

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, M. Esaki, J. M. Fernandez, T. Endo
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102

      ページ: 17999-18004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the protein unfolding pathways between mitochondrial protein import and atomic force microscopy measurements2005

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, M. Esaki, J. M. Fernandez, T. Endo
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102

      ページ: 17999-18004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phosphate carrier has an ability to be sorted to either the TIM22 pathway or TIM23 pathway for its import into yeast mitochondria.2005

    • 著者名/発表者名
      K.Yamano, D.Ishikawa, M.Esaki, T.Endo
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 10011-10017

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a novel member of yeast mitochondrial Hsp70-associated motor and chaperone proteins that facilitates protein translocation across the inner membrane.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yamamoto et al.
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 579

      ページ: 507-511

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of mitochondrial presequence receptor Tom20 in complexes with a presequence from ALDH2005

    • 著者名/発表者名
      M.Igura, T.Ose, T.Obita, C.Sato, Maenaka, T.Endo, D.Kohda
    • 雑誌名

      Acta Cryst Section F61

      ページ: 514-517

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] tRNA actively shuttles between the nucleus and cytosol in yeast.2005

    • 著者名/発表者名
      A.Takano, T.Endo, T.Yoshihisa
    • 雑誌名

      Science 309

      ページ: 140-142

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of the protein unfolding pathways between mitochondrial protein import and atomic force microscopy measurements2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sato, M.Esaki, J.M.Fernandez, T.Endo
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102

      ページ: 17999-18004

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 「タンパク質社会学」とは何か2005

    • 著者名/発表者名
      永田和宏, 遠藤斗志也
    • 雑誌名

      実験医学増刊23「細胞内タンパク質の社会学」

      ページ: 2213-2214

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 概論:タンパク質の一生とタンパク質社会学2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 永田和宏
    • 雑誌名

      実験医学増刊23「細胞内タンパク質の社会学」

      ページ: 2228-2233

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 概説:タンパク質の配送・搬入とタンパク質が通る孔2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也
    • 雑誌名

      実験医学増刊23「細胞内タンパク質の社会学」

      ページ: 2272-2275

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリアの外膜内膜の孔2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 山本 林
    • 雑誌名

      実験医学増刊23「細胞内タンパク質の社会学」

      ページ: 2297-2301

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリアの膜透過装置2005

    • 著者名/発表者名
      西川周一, 遠藤斗志也
    • 雑誌名

      細胞工学 24

      ページ: 786-790

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリア内にタンパク質が取込まれる仕掛け2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也
    • 雑誌名

      現代化学 2月号

      ページ: 28-33

    • NAID

      40006595656

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Two novel proteins in the mitochondrial outer membrane mediate β-barrel protein assembly.2004

    • 著者名/発表者名
      D. Ishikawa, H. Yamamoto, Y. Tamura, K. Moritoh, T. Endo
    • 雑誌名

      J. Cell Biol. 166

      ページ: 621-627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two novel proteins in the mitochondrial outer membrane mediate β-barrel protein assembly2004

    • 著者名/発表者名
      D. Ishikawa, H. Yamamoto, Y. Tamura, K. Moritoh, T. Endo
    • 雑誌名

      J. CellBiol. 166

      ページ: 621-627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 小胞体品質管理におけるシャペロンと糖鎖の役割:何が異常で何を除去すべきか2004

    • 著者名/発表者名
      西川周一, 中務邦雄, 遠藤斗志也
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素増刊「細胞における蛋白質の一生」 49

      ページ: 988-991

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 総論 蛋白質の移動(真核生物):細胞内の交通管制システムがはたらく仕組み2004

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 吉久 徹
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素増刊「細胞における蛋白質の一生」 49

      ページ: 877-888

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein transport to and within plant chloroplasts2004

    • 著者名/発表者名
      T.Endo
    • 雑誌名

      Endocytobiosis Cell Res. 15

      ページ: 294-299

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Roles of O-mannosylation of aberrant proteins in reduction of the load for endoplasmic reticulum chaperones in yeast2004

    • 著者名/発表者名
      K.Nakatsukasa et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 49762-49772

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Tim40 that mediates protein sorting to the mitochondrial intermembrane space2004

    • 著者名/発表者名
      M.Naoe et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 47815-47821

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Mitochondrial protein import : Requirement of the presequence elements and TOM components for precursor binding to the TOM complex2004

    • 著者名/発表者名
      M.Esaki et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 45701-45707

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Two novel proteins in the mitochondrial outer membrane mediate β-barrel protein assembly2004

    • 著者名/発表者名
      D.Ishikawa et al.
    • 雑誌名

      J.Cell Biol. 166

      ページ: 621-627

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Re-investigation of the requirement of cytosolic ATP for mitochondrial protein import2004

    • 著者名/発表者名
      T.Asai et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 19464-19470

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Tom40 protein import channel binds to non-native proteins and prevents their aggregation.2003

    • 著者名/発表者名
      M. Esaki, T. Kanamori, S. Nishikawa, I. Shin, P. G Schultz, T. Endo
    • 雑誌名

      Nature Struct. Biol. 10

      ページ: 988-994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tom40 protein import channel binds to non-native proteins and prevents their aggregation2003

    • 著者名/発表者名
      M. Esaki, T. Kanamori, S. Nishikawa, I. Shin, P. G. Schultz, T. Endo
    • 雑誌名

      Nature Struct. Biol. 10

      ページ: 988-994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Functional network of mitochondrial translocator complexes2007

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Endo
    • 学会等名
      GRC Protein Transport Across Cell Membranes
    • 発表場所
      I1 Ciosso, Italy
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Functional network of mitochondrial translocator complexes2007

    • 著者名/発表者名
      T. Endo
    • 学会等名
      GRC Protein Transport Across Cell Membranes
    • 発表場所
      I1Ciosso, Italy
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] タンパク質の一生 : 集中マスター(研究の歴史 : 渾沌の前史から「タンパク質の一生」研究が開花するまで)2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 吉久 徹, 森 和俊, 田口英樹
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      羊土社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [図書] In 'Bio-research master series : Life of proteins'2007

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, T. Yoshihisa, K. Mori, H. Taguchi
    • 総ページ数
      146
    • 出版者
      Yodo-sha
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] タンパク質の一生 : 集中マスター(ブレイクスルーとなった実験法を中心に : そのとき「タンパク質の一生」研究の歴史が動いた)2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 吉久 徹, 森 和俊, 田口英樹
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] タンパク質の一生 : 集中マスター(ブローベル・コード : 交通管制という問題)2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也, 吉久 徹, 森 和俊, 田口英樹
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] タンパク質の一生 : 集中マスター(トランスロコンはどうやって組立てられるのか)2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤斗志也
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] タンパク質科学:構造,物性,機能 第11章(1)タンパク質の膜透過装置2005

    • 著者名/発表者名
      西川周一, 遠藤斗志也
    • 総ページ数
      379
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤斗志也, 江崎雅俊, 山本 林, 古久 徹: "ミトコンドリアをめぐるタンパク質フラックス"実験医学増刊 細胞内輸送研究の最前線. 21. 1889-1895 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤斗志也: "序にかえて:細胞内タンパク質の運命"実験医学. 21. 866-868 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 林, 江崎雅俊, 遠藤斗志也: "ミトコンドリアトランスロケータの連係プレー:タンパク質配送の迷宮 2つの膜で囲まれたミトコンドリアの問題"実験医学. 21. 880-885 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nishikawa et al.: "Nep98p is a component of the yeast spindle pole body and essential for nuclear division and fusion"J.Biol.Chem.. 278. 9938-9943 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obita et al.: "Peptide library approach with a disulfide tether to refine the Tom20 recognition motif in mitochondrial presequences."J.Mol.Biol.. 328. 495-504 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Endo et al.: "Functional cooperation and separation of translocators in protein import into mitochondria, the double-membrane bounded organelles. (Commentary Article)"J.Cell Science. 116. 3259-3267 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yoshihisa et al.: "Possibility of Cytoplasmic pre-tRNA Splicing : the Yeast tRNA Splicing Endonuclease Mainly Localizes on the Mitochondria"Mol.Biol.Cell. 14. 3266-3279 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Esaki et al.: "Tom40 protein import channel binds to non-native proteins and prevents their aggregation"J.Cell Science. 116. 3259-3267 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Asai et al.: "Re-investigation of the requirement of cytosolic ATP for mitochondrial protein import"J.Biol.Chem.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamamoto et al.: "Tim50 is a subunit of the TIM23 complex that links protein ranslocation across the outer and inner mitochondrial membranes"Cell. 111. 519-528 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nishikawa et al.: "Nep98p is a component of the yeast spindle pole body and essential for nuclear division and fusion"J.Biol.Chem.. 278. 9938-9943 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obita et al.: "Peptide library approach with a disulfide tether to refine the Tom20 recgnition motif in mitochondrial presequences"J.Mol.Biol.. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Endo, D.Kohda: "Functions of outer membrane receptors in mitochondrial protein import"Biochim.Biophys.Acta. 1592. 3-14 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤斗志也, 小代俊浩, 江崎雅俊: "ミトコンドリアへのタンパク質移行:難問/論争にいかに決着をつけたか"実験医学. 20. 980-986 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤斗志也: "オルガネラ形成と分子シャペロン-細胞が用意したタンパク質支援システム"生物の科学-遺伝 別冊. 14. 96-106 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Endo(分担執筆): "Genome Science -Towards a New Paradaigm? (H.Yoshikawa, N.Ogasawara, and N.Satoh, eds) (Elsevier Science Amsterdam)"Mitochondrial protein flux. 274 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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