核・ミトコンドリア・ペルオキシソーム蛋白質局在化の分子機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04259101
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 吉田 匡 山形大学, 医学部, 教授 (10004673)
• 研究分担者: 米田 悦啓 大阪大学, 医学部, 教授 (80191667) ; 森 正敬 熊本大学, 医学部, 教授 (40009650) ; 伊藤 明夫 九州大学, 理学部, 教授 (30037379) ; 橋本 隆 信州大学, 医学部, 教授 (80009935)
• キーワード: 核 / ミトコンドリア / ペルオキシソーム / 液胞 / プラスチド / 前駆体蛋白質 / 膜透過

研究概要

吉田は、ミトコンドリアの膜間腔蛋白質前駆体のプレ配列には、細胞外分泌蛋白質一般に共通する特徴があることから、内膜にはラットのプレプロアルブミンを輸送する装置があると推定し実験を行った。その結果、内膜にはマトリックス側から膜間腔側へのみ一方的に輸送する装置があり、この装置が膜間腔蛋白質の輸送に重要な働きを持つ可能性を示した。
橋本は、ペルオキシソーム主要蛋白であるカタラーゼの局在化シグナルを同定するために、ラット肝カタラーゼ遺伝子を導入したワクシニアウイルスを日本型無カタラーゼ血症患者皮膚繊維芽細胞に感染させ、発現したラット肝カタラーゼがペルオキシソームに局在していることを、イムノブロット法及び蛍光抗体法で確認した。
伊藤は、シグナル認識粒子非依存・受容体依存経路による小胞体(シトクロムb_5)とミトコンドリア外膜(外膜シトクロムb、モノアミン酸化酵素)タンパク質の局在化シグナルはいずれもカルボキシ末端部に存在し、前者では特定のアミノ酸の並びではなく全体の構造が関与しているらしいが、後者では塩基性アミノ酸の存在が必須であることを明らかにした。
森は、PBF(presequence binding factor)はオルニチントランスカルバミラーゼ前駆体を含む一群のタンパク質のミトコンドリア移行を促進するサイトソル因子であり、精製PBFの部分アミノ酸配列に基づいて合成したオリゴヌクレオチドをプローブとしてcDNAライブラリーをスクリーニングし、PBFcDNAをクローン化した。
米田は、semi-intact細胞を用いたin vitro系において、hsc70が核タンパク質輸送に必要であることを明らかにした。また、この系を利用して、hsc70が核タンパク質と挙動をともにして核内にまで移行する可能性を示唆した。これとは別に核局在化シグナルを含む合成ペプチドで特異的に活性化されるキナーゼの存在を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Tamio Suzuki: "Evidence that rat liver mitochondrial and cytosolic fumarases are synthesized from one species of mRNA by alternative translational initiation at two in-phase AUG codons" European Journal of Biochemistry. 207. 767-772 (1992)
• [文献書誌] Hideyu Ono: "Transport of prepro-albumin into inverted vesicles prepared from the inner membrane of rat liver mitochondria" FEBS Letters. (1993)
• [文献書誌] Keiju Kamijo: "Nucleotide sequence of the human 70kDa peroxisomal membrane protein:a member of ATP-binding cassette transporters." Biochim.Biophys.Acta.1129. 323-327 (1992)
• [文献書誌] Takashi Hishimoto: "The 70-kDa peroxisomal membrane protein." S.Papa,A.Azzi,& J.M.Tager(des)Adenine Nucleotides in Celluler Energy Transfer and Signal Transduction. 415-422 (1992)
• [文献書誌] Satoshi Miura: "Carboxyl-terminal consensus Ser-Lys-Leu-related tripeptide of peroxisomal proteins functions in vitro as a minimal peroxisome-targeting signal." Journal of Biological Chemistry. 267. 14405-14411 (1992)
• [文献書誌] Jun-ya Mitoma: "The carboxy-terminal 10 amino acid resicues of cytochrome b_5 are necessary for its targeting to the endoplasmic reticulum." EMBO Journal. 11. 4197-4203 (1992)
• [文献書誌] Jun-ya Mitoma: "Mitochondrial targeting signal of monoamine oxidase B is located its carboxy terminus." Journal of Biochemistry. 111. 20-24 (1992)
• [文献書誌] Kaoru Murakami: "Presequence binding factor-dependent and -independent import of proteins into mitochondria" Journal of Biological Chemistry. 267. 13119-13122 (1992)
• [文献書誌] 森 正敬: "細胞内局在化シグナルと疾患:総論" BIOmedica. 7. 124-125 (1992)
• [文献書誌] 森 正敬: "タンパク質のミトコンドリア移行と異常" BIOmedica. 7. 139-143 (1992)
• [文献書誌] 村上 薫: "ミトコンドリアタンパク質の局在化と熱ショックタンパク質" 細胞工学. 11. 165-171 (1992)
• [文献書誌] Yoshihiro Yoneda: "A long synthetic peptide containing a nuclear localization signal and its flanking sequences of SV40 T-antigen directs the transport of IgM into the nucleus efficiently." Experimental Cell Research. 201. 313-320 (1992)
• [文献書誌] Naoko Imamoto: "Antibodies against 70-kD heat shock cognate protein inhibit mediated nuclear import of karyophilic proteins." Journal of Cell Biology. 119. 1047-1061 (1992)
• [文献書誌] Yumiko Okuno: "70kD heat shock cognate protein colocalizes with karyophilic proteins into the nucleus during their transport in vitro." Experimental Cell Research. (1993)