蛋白質のミトコンドリア局在化の分子機構とその異常

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454174
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 森 正敬 熊本大学, 医学部, 教授 (40009650)
• キーワード: ミトコンドリア蛋白質前駆体 / プレシークエンス / サイトソル因子 / PBF / オルニチントランスカルバミラーゼ

研究概要

ミトコンドリアに局在する蛋白質の大部分は核DNAにコードされ、ミトコンドリア外でN末端にプレシークエンスがついた前駆体として合成された後、プレシークエンスがミトコンドリア移行シグナルとして働き、ミトコンドリアに取り込まれて成熟蛋白質に転換される。われわれは遺伝子工学の手法を用いてオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)前駆体を大量発現させると共に、精製OTC前駆体を用いるミトコンドリアトランスポート系を確立し、このトランスポートにサイトソルに存在する蛋白質因子が必要であることを見出し、presequencebinding factor(PBF)と名付けた。今回、PBFが他の前駆体のミトコンドリア移行にも関与するかどうかを調べた。前駆体のinvitro合成に用いるウサギ網状赤血球ライセートにはPBFが含まれるのでPBF要求性の解析は困難である。そこで精製OTC前駆体をリガンドとしたアフィニティーゲルでライセートを処理することにより、PBFを除去したライセートを調製した。このPBF除去ライセートで合成したOTC前駆体は単離ミトコンドリアへ取り込まれなかった。ここに精製PBFを添加すると前駆体のミトコンドリアインポートが回復した。アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ前駆体およびリンゴ酸デヒドロゲナーゼ前駆体について同様の実験を行ったところ、PBF除去によりミトコンドリアトランスポートが著しく低下し、PBFの添加で回復した。一方、プレシークエンスを持たないミトコンドリア蛋白質である3-オキソアシルCOAチオラーゼの場合はPBFを除去してもトランスポートが阻害されず、PBFの添加効果も見られなかった。従って、蛋白質のミトコンドリア移行にはPBF依存性の経路と非依存性の経路があることが示された。

研究成果

• [文献書誌] K.Murakami,S.Tanase,Y.Morino,M.Mori: "Presequence biding factorーdependent and independent import of proteins into mitochondria" Journal of Biological Chemistry. 267. 13119-13122 (1992)
• [文献書誌] 村上 薫,森 正敬: "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] 森 正敬: "細胞内局在シグナルと疾患:総論" Blomedica. 16. 124-125 (1992)
• [文献書誌] 森 正敬,村上 薫: "タンパク質のミトコンドリア移行と異常" Blomedica. 16. 139-143 (1992)
• [文献書誌] 森 正敬(分担執筆): "新生化学実験講座1「タンパク質VI」" 日本生化学会, 456P 9P (1992)
• [文献書誌] 村上 薫,森 正敬(分担執筆): "新生化学実験講座6「生体膜と膜輸送下」" 日本生化学会, 473P 11P (1992)