タンパク質の細胞内局在化・機能発現と生体金属イオン

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08249232
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 理学部, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 田村 茂彦 九州大学, 理学部, 助手 (90236753) ; 原野 友之 九州大学, 理学部, 助手 (80037275)
• キーワード: ペルオキシソーム / ペルオキシソーム形成因子 / RINGフィンガー / 亜鉛イオン / 蛋白質ー蛋白質間相互作用 / 部位変異体 / CHO変異細胞 / ペルオキシソーム欠損症

研究概要

ペルオキシソーム生合成には、14以上の遺伝子が必要とされる。我々は、ペルオキシソーム欠損性チャイニーズハムスター卵巣由来(CHO)細胞変異株のひとつZ65に対してペルオキシソーム形成を回復させる35kDaのペルオキシソーム形成因子-1(PAF-1)cDNAをクローニングした。PAF-1は、そのアミノ末端及びカルボキシ末端を細胞質側に向けた真在性膜蛋白質として、主にペルオキシソームに局在している。PAF-1は、新規に合成された蛋白質の膜透過装置の構成因子の一つである可能性が高い。さらに、PAF-1が現在までに10相補性群が報告されているヒトの遺伝性ペルオキシソーム欠損症の一つの相補性群であり、Zellweger症候群の病因遺伝子であることも初めて明らかにしている。PAF-1は、新規なシステインに富む亜鉛フィンガー、RINGフィンガー(モチーフC_3HC_4)をそのカルボキシル末端244残基から283残基に持っている。RINGフィンガーは、亜鉛や二価イオンを結合を介して特異的蛋白ー蛋白間相互作用に関係しているらしい。最近RINGフィンガーは、ペルオキシソーム形成因子だけでなく、シグナル伝達などの様々な細胞内機能に係る多くの蛋白質に見出されている。しかしながら、RINGフィンガーの機能的重要性については大きな謎のままである。今年度、我々はペルオキシソーム生合成におけるPAF-1のin vivoでの構造的、機能的研究をPAF-1の点変異および欠失変異体cDNAを構築し、それらをCHO変異細胞Z65に導入することにより行った。その結果、RINGフィンガーに保存されているシステイン及びヒスチジン残基の1点変異体(C247Y、C264S、H261W、C280S)および2点変異体(C280A,C283A)は、野生型同様の活性を有していた。しかしながら、他の2点変異体(C244A,C247A;C264S,C280S;C247S,C280S;H261W,C280S)は活性の低下していた。この現象は、PAF-1のRINGフィンガーの2つの亜鉛配位モチーフのうち、前半部分が重要でありなんらかの因子と相互作用している可能性が高いことを示している。

研究成果

• [文献書誌] Shimozawa,N.: "A novel mutation,R125X in peroxisome assembly factor-1 responsible for Zellweger syndrome." Hum.Mut.(in press). (1997)
• [文献書誌] Tsukamoto,T.: "Isolation of a new peroxisome deficient CHO cell mutant defective in peroxisome targeting signal-1 receptor." Biochem.Biophys.230. 402-406 (1997)
• [文献書誌] Fujiki,Y.: "Approaches to Studies on Peroxisome Biogenesis and Human Peroxisome-deficient Disorders." Ann.N.Y.Acad.Sci.804. 491-501 (1996)
• [文献書誌] Shimozawa,N.: "Correction by Gene Expression of Biochemical Abnormalities in Fibroblast from Zellweger Syndrome.Pediatr." Pediatr.Res.39. 812-815 (1996)
• [文献書誌] Fukuda,S.: "Human peroxisome assembly factor-2(PAF-2): A gene responsible for group C peroxisome biogenesis disorder in humans." Am.J.Hum.Genet.59. 1210-1220 (1996)
• [文献書誌] 藤木幸夫: "特集によせて--特集「酸素毒」" 組織培養. 22. 123-124 (1996)
• [文献書誌] Fujiki,Y.: "In Membrane Proteins: Structure,Function and Expression Control(Mihara,K.and Hamasaki,N.eds.)" Karger Press, 53-61 (1997)
• [文献書誌] Fujiki,Y.: "Peroxisome Biogenesis: Topogenic Signal,Peroxisome Assembly Factor,and Zellweger Syndrome.In Membrane Protein Transport(S.Rothman,ed.)" Advances in Modecular and Cell Biology, 213-219 (1996)