ミトコンドリアタンパク質の細胞内局在化における分子シャペロンの役割

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05454621
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 遠藤 斗志也 名古屋大学, 理学部, 教授 (70152014)
• 研究分担者: 中井 正人 名古屋大学, 理学部, 助手 (90222158)
• キーワード: 分子シャペロン / hsp70 / ミトコンドリア / ストレスタンパク質 / 酵母

研究概要

ミトコンドリアタンパク質の細胞内局在化過程における、分子シャペロン、hsp70の役割を明らかにするために、酵母のサイトゾルのhsp70(chsp70)とミトコンドリアのhsp70(mhsp70)に関する温度感受性致死変異株の単離を試み、chsp70については13株、mhsp70については7株の変異株を得た。chsp70の変異株は、すべて高温で、ミトコンドリアタンパク質前駆体の蓄積が見られたが、分泌タンパク質の前駆体の蓄積は2株についてのみ観察された。このことは、タンパク質のミトコンドリアおよびERへの局在化における、chsp70の関与の仕方が異なることを示唆している。一方mhsp70の変異株は、mhsp70の発現に異常があるものを除くと、すべてミトコンドリアタンパク質の前駆体の蓄積を示した。
大腸菌においてhsp70(DnaK)は、二つのパートナータンパク質DnaJとGrpEと協同して働くことが知られている。Ygelpは、真核生物(酵母)における最初のGrpEホモログである。そこでYgelpに対する抗体を作製し、Ygelpの細胞内局在部位を調べたところ、ミトコンドリアのマトリクスに局在していた。次に細胞内のYgelpの発現を抑えたところ、ミトコンドリアタンパク質前駆体の蓄積が見られ、Ygelpがミトコンドリアタンパク質の局在化に関与していることが示唆された。mhsp70の温度感受性致死変異株においてYgelpを大量発現すると、温度感受性がさらに強くなり、Ygelpとmhsp70の相互作用が示唆された。そこで酵母ミトコンドリア画分よりYgelpの免疫沈降を行ったところ、mhsp70も共沈し、Ygelpとmhsp70が実際に相互作用していることが分かった。したがって、Ygelpはミトコンドリア内におけるmhsp70のパートナータンパク質として働いていることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Nakai,M.et al: "Sec Y protein is localized in both the cytoplasmic and thylakoid membranes in the cyanobacterium Synechococcus PCC7942" Biochem.Biophys.Res.Commun.193. 228-234 (1993)
• [文献書誌] Nakai,M.et al: "Cloning of the YAP19 gene encoding a putative yeast homolog of AP19,the mammalian small chain of the clathrin-assembly proteins." Biochim.Biophys.Acta. 1174. 282-284 (1993)
• [文献書誌] Nakai,M.et al: "Intramitochondrial Protein Sorting:isolation and characterization of the yeast MSPI gene which belongs to a novel family of putatire ATPases" J.Biol.Chem.268. 24262-24269 (1993)
• [文献書誌] Nakai,M.et al: "The BCl-2 Protein is inserted into the outer membrane but not into the inner membrane of rat liver mitochondria in vitro." Biochem.Biophys.Res.Commun.196. 233-239 (1993)
• [文献書誌] Nakai,M.et al: "Acidic regions of cytochrome C_1 are essential for ubiquinol-cytochrome C reductase activity in yeast cells lacking the acidic QCR6 protein" J.Biochem.114. 919-925 (1993)