真核細胞内小器官ペルオキシソームの生合成とその障害の分子機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044094
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 原野 友之 九州大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80037275) ; 田村 茂彦 九州大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90236753)
• キーワード: ペルオキシソーム / CHO変異細胞 / ペルオキシソーム形成因子 / ペルオキシソーム欠損症 / PTS1,PTS2 / 膜タンパク質 / 輸送装置 / 局在化シグナル

研究概要

1)新規ペルオキシソーム欠損性CHO変異細胞株の分離と相補性群分類:
P90H/UV法及び蛍光抗体染色法により、先に分類した10種のペルオキシソーム欠損性CHO変異細胞、ZP24/ZP107,Z65,ZP92,ZP105/ZP139,ZP109,ZP110,ZP114,ZP119,ZP124,ZP126に加えて、今回新たな相補性群に属するZP128を分離した。ZP128について細胞融合法によりペルオキシソーム病患者由来線維芽細胞との相補性試験の結果、ペルオキシソーム欠損症相補性群H群と同一相補性群であることを明らかにした。さらに新たな変異細胞株の分離とその迅速化を目指しPTS2-GFPをマーカータンパク質とした分離法を確立、2種の新規CHO変異細胞株、ZPG207およびZPG208を分離した。ZPG207はPEX7異常のR(11)群に属する一方、ZPG208はいずれにも属さない相補性群であることが判明した。以上のことから、ヒトを含め哺乳動物細胞において17の相補性群が明らかとなり、ぺルオキシソーム形成には少なくとも17以上の遺伝子が必要と考えられる。
2)ペルオキシソーム形成因子(Peroxin)のクローニング:
CHO変異細胞ZP110に対しペルオキシソーム形成の回復活性を有する相補遺伝子PEX14の単離に成功した。Pex14pの機能として、ペルオキシソーム局在化シグナルPTS1およびPTS2のレセプターであるPex5およびPex7pを結合することを見出した。すなわちペルオキシソーム膜タンパク質Pex14pはペルオキシソームタンパク質輸送装置における中心的役割を有すると考えられる。Pex14pの機能に関し分子レベルでの研究の展開が期待される。同様の知見を研究と情報の交流を行っているルール大学Kunau教授も発表している。さらに同種のアプローチ法により、新たに分離した変異細胞ZP128を用いて相補遺伝子PEX13の単離に成功し、ペルオキシソーム欠損症相補性群H群の病因遺伝子であることも判明した。Pex13pもペルオキシソーム膜タンパク質であり、PTS1およびPTS2の輸送に関与していると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Shimozawa,N,: "Defective PEX gene products correlate with the protein import, biochemical abnormalities,and phemotypic heterogenetiy in peroxidsome biogenesis disorders,"J,Med,Genet,. 36. 779-781 (1999)
• [文献書誌] Toyama,R.: "Isolation, characterization,and mutation analysis of PEX13-defective Chimese hamster ovary cell mutants,"J,Med,Genet,. 8. 1673-1681 (1999)
• [文献書誌] Shimozawa,N,: "Functional heterogeneity of C-terminal peroxisome targeting signal 1 in PEX5-defective patients,"Biochem,Biophys,Res,Commun,. 262. 504-508 (1999)
• [文献書誌] Zhang,Z,: "Functional heterogeneity of C-terminal peroxisome targeting signal 1 in PEX5-defective patients,"Hum,Mut.. 13. 487-496 (1999)
• [文献書誌] Harano,T.: "Transmembrane topology of the peroxin PEX2p,an essential component of peroxisome assembly,"J,Biochem,. 125. 1168-1174 (1999)
• [文献書誌] Shimozawa,N,: "Nonsense and temperature-sensitive mutations in PEX13 are the cause of complementation group H of peroxisome biogenesis disorders,"Hum.Mol.Genet.. 8. 1077-1083 (1999)
• [文献書誌] Ghaed,K,: "Newly identified Chimese hamster ovary cell mutants defective in peroxisome assembly represent complementation group A of human peroxisome biogenesis and one novel in mammals,"Exp,Cell,Res.. 248. 482-488 (1999)
• [文献書誌] Ghaedi,K.: "Isolation and characterization of novel peroxisome biogenesis-defective Chinese hamster ovary cell mutants using green fluorescent protein,"J,Biol,Chem.. 248. 489-497 (1999)
• [文献書誌] Shimizu,N,: "The Peroxin Pex14p:cDNA cloning by functional omplementation on a Chinese hamster ovary cell mutant,charcterization,and functional analysis,"J,Biol,Chem,. 274. 12593-12604 (1999)