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ミトコンドリア外膜に局在するTom20とTom22は前駆体タンパク質を認識する受容体として機能すると考えられているが、どちらか一方の遺伝子を欠損させると、もう一方の受容体の発現量に影響がでるため、オルガネラレベルでの個々の受容体機能の解析には限界があった。そこで機能ドメインと膜貫通ドメインの間にTEVプロテアーゼの切断サイトを導入し、in vitroでTEVプロテアーゼ消化し、片方の受容体ドメインのみを生化学的に除去する実験系を構築した。この実験系を利用して、様々な前駆体タンパク質のミトコンドリアへの取り込み速度を調べることが可能になった。また、ミトコンドリア外膜には、βバレル構造をもつ膜タンパク質が存在する。本研究では出芽酵母においてβバレル型膜タンパク質がどのようにミトコンドリア外膜へと挿入され、タンパク質複合体へとアセンブリーするのかを詳細に解析した。
ミトコンドリア外膜の膜透過装置であるSAM複合体は、このβバレル膜タンパク質の組み込みおよびトポロジー形成に必須である。近年、ミトコンドリアの形態を制御するタンパク質MdmlOがSAM複合体のサブユニットでもあることが見出されたが、Mdm10がβバレル膜タンパク質のアセンブリー過程にどのように機能するかは不明である。SAM複合体には20Q kDa(SAMcore)および250kDa
(SAMholo)の二つの状態が存在するが、Mdm10がSAMcore;複合体と相互作用することでSAMholo複合体を形成すること、Mdm10を過剰発現させるとSAMcoreとSAMholo複合体の平衡が変化することを見出した。また、Mdm10を過剰発現させたミトコンドリアでは、βバレル膜タンパク質の外膜への組み込みが特異的に阻害されることがわかった。
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