高等動物タンパク質のミトコンドリア局在化の分子機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457040
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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)
• 研究分担者: 寺田 和豊 熊本大学, 医学部, 助手 (00253724)
• キーワード: 分子シャペロン / ミトコンドリア / DnaJホモログ / HSDJ / オルニチントランスカルバミラーゼ / Hsc70

研究概要

サイトソルで合成された前駆体タンパク質が高等動物のミトコンドリア膜を認識し透過するためには、前駆体のプレ配列に加えてサイトソル中のHsc70および他の因子が必要である。我々はラットオルニチントラスカルバミラーゼ(OTC)前駆体のラットミトコンドリアへのin vitro移行系を用いて、Hsc70が翻訳の段階で働くことを明らかにした。今回、Hsc70のパートナーシャペロンの候補であるHSDJの役割をin vitro翻訳-移行系を用いて検討した。抗HSDJ抗体をin vitro翻訳時に加えると、OTC前駆体のミトコンドリア移行は70%阻害された。この阻害は組換え体HSDJ-maltosebunding protein融合タンパク質を添加することにより、部分的に解除された。またHSDJを解除したライトセ-トでOTC前駆体の翻訳を行ない、取り組み実験を行なったところ阻害が観察された。一方、HSDJはRasやGタンパク質と同様にC末端にプレニル化配列をもつ。HSDJを網状赤血球ライセ-ト中でin vitro翻訳したところファルネシン化が起きることが確認された。
一方ノザンブロットの結果、HSDJはヒト各臓器で構成的に発現し、培養細胞で高温刺激すると誘導された。COS-7細胞にHSDJの野生型、変異型を発現させた実験から、HSDJはin vivoでもプレニル化を受けることがわかった。COS-7細胞にOTC前駆体とHSDJ野性型、変移型またはアンチセンスRNAのいすれかを共発現し、パルス-チェイスでOTC前駆体のプロセシングを観察したところ、いずれの場合にもプロセシングの遅延がみられた。In vitroのミトコンドリア移行実験でも抗HSDJ抗体による阻害が観察された。以上の結果から。HSDJはタンパク質のミトコンドリア移行に関与していることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Terada, K., et al.: "Requirement of heat shok cognate 70 pretein for mitochondrial import varics among proccursor protcins and depending precursor length" Mol. Cell. Biol.16. 6103-6109 (1996)
• [文献書誌] Gotoh, T., et al.: "Molecular cloning of cDNA for nonhrpatic mitochondiral arginase (arginase II) and comparison of is induction with nitric oxide synthases in a murine macrophatge-like cell line" FEBS Lett.395. 119-122 (1996)
• [文献書誌] Kanazawa, M., et al.: "HSDJ, a human homolog of DnaJ, is farnecslyted and is involved in protein import into mitochondria" J. Biochem.(in press).
• [文献書誌] Yano, M., et al.: "Visualization of mitochondrial import incultures mammalian cells with green fluoreseect protcin andeffects of overezpressionof the import recrptor Tom 20" J. Biochem.(in press).