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ラット肝臓の細胞質画分より精製された、ミトコンドリアへの蛋白質輸入促進因子
(Mitochondrial import Stimulation Factor)MSF/14-3-3蛋白質の、標的蛋白質認識特異性および蛋白質輸入促進の作用機序に関する解析を行なった。
(1)合成ペプチドを用いた解析から以下の知見を得、MSFはhsp70族の蛋白質とは特異性を異にする、ポリペプチド結合性蛋白質であることを明らかにした。(i)20残基以下のミトコンドリア指向性シグナル配列を持つ合成ペプチドが、MSFに結合し、MSFのATP水解活性を促進する。(ii)ミトコンドリア指向性配列を特異的に認識する。この認識には正電荷を持つアミノ酸残基が重要である。(iii)結合したペプチドはATPの加水分解に伴い、MSFから解離する。
(2)ミトコンドリアへの蛋白質輸入に関わるとされている細胞質のheat shock protein 70(hsp70)との機能分担を解析し以下の知見を得、広く立体構造形成途上の蛋白質全般を結合基質とするhsp70とは異なり、MSFはミトコンドリア前駆体蛋白質を特異的標的とする細胞質因子であることがさらに明確になった。(i)ミトコンドリア前駆体蛋白質はMSF経由でもhsp70経由でもミトコンドリアに移行することができるが、親和性はMSFに対する方がhsp70に対するものより5から30倍高い。この親和性は前駆体蛋白質によって異なる。(ii)MSFによる場合とhsp70による場合とで、蛋白質輸入に関わるミトコンドリア上の受容体が異なっている。(iii)MSF経由の蛋白質輸入には細胞質側のATPが必須であるが、hsp70経由の場合にはこのATPはいらない。(iv)両輸入経路は、細胞質のMSFの量と基質蛋白質のMSFに対する親和性によって決まる。
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