前駆体蛋白質のミトコンドリア外膜への標的化と外膜透過機構の解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09308022
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 三原 勝芳 九州大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40029963)
• 研究分担者: 小宮 徹 九州大学, 大学院・医学系研究科, 日本学術振興会特別研 ; 阪口 雅郎 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (30205736)
• キーワード: ミトコンドリア / 前駆体蛋白質 / 蛋白質輸送 / シグナルペプチド / TOM / TIM / 膜透過 / シャペロン

研究概要

ミトコンドリアヘの前駆体蛋白質は細胞質シャペロンHsp70とMSFに依存して外膜上のインポート受容体に運ばれた後に外膜の輸送装置(TOM複合体)と内膜の透過装置(TIM複合体)の働きによってそれぞれの区画へと輸送される。本年度は以下の事柄を明らかにした。
(1).ミトコンドリア外膜のインポート受容体Tom70とTom20の細胞質領域と前駆体との結合に及ぼす細胞質シャペロンMSFおよびHsp70の効果をin vitro系で解析した。その結果、(i)前駆体の種類に関わらずTom70への結合は細胞質シャペロンMSFに依存すること、(ii)尿素変した前駆体やHsp70で安定化した前駆体は直接Tom20に結合すること、(iii)前駆体/MSF複合体はTom70と結合し、前駆体/MSF/Tom70複合体を形成し、次にATPの加水分解によってMSFが脱離し前駆体/Tom70複合体が形成されること、(iv)Tom70、Tom20ともにミトコンドリアターゲティング配列を認識すること、(v)Tom70、Tom20間での前駆体のトランスファーがおこること、等を明らかにし、インポート受容体への前駆体ターゲティングに果たす細胞質シャペロンの重要性を明らかにした。(2)ラット肝ミトコンドリアの輸送因子としてTom20、metaxin、Tim17、Tim23、Tim44を同定しその性質の解析を行った。

研究成果

• [文献書誌] J.Iwahashi: "Analysis of the functional domain of the rat liver mitochondrial import receptor Tom20." J.Biol.Chem.272. 18467-18472 (1997)
• [文献書誌] T.Komiya: "Binding of mitochondrial precursor proteins to the cytoplasmic domains of the import receptors Tom70 and Tom20 is determined by cytoplasmic chaperones." EMBOJ.16. 4267-4275 (1997)
• [文献書誌] L.C.Armstrong: "Metaxin is a component of a preprotein import complex in the outer membrane of the mammalian mitochondria." J.Biol.Chem.272. 6510-6518 (1997)
• [文献書誌] N.Ishihara: "Identification of the protein import components of the rat mitochon-drial inner membrane,rTIM17,rTIM23 and rTIM44." J.Biochem.(in press). (1998)