1999 年度実績報告書

光架橋性非天然アミノ酸導入前駆体を用いたタンパク質のミトコンドリア移行機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号	10480156
研究機関	名古屋大学
研究代表者	遠藤斗志也名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70152014)
研究分担者	西川周一名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10252222) 吉久徹名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 助教授 (60212312)
キーワード	ミトコンドリア / タンパク質輸送 / 酵母 / 光架橋 / 膜透過装置
研究概要	ミトコンドリアタンパク質の多くは,サイトゾルで合成された後,ミトコンドリア外膜と内膜の膜透過装置の働きで,外膜と内膜を通過して,ミトコンドリア内部に移行する。ADP/ATPキャリア(AAC)などのキャリアタンパク質は外膜のみを通過して,内膜に組み込まれる。本研究では,部位特異的に光架橋性の非天然アミノ酸を導入したAACを用いて,タンパク質複合体であるこれらの膜透過装置との相互作用の解析を行い,タンパク質のミトコンドリア膜透過の仕組みを明らかにすることをめざした。サプレッサーtRNAを用いて,ポリペプチド鎖中の様々な部位に,光反応性の非天然アミノ酸残基を部位特異的に導入したミトコンドリア内膜タンパク質AACを系統的に調製した。このAACと膜電位を消失またはATPを除去しミトコンドリアをin vitroでインキュベートすることにより様々なステージのミトコンドリア外膜透過反応中間体を生成,光照射によって架橋反応を行った。架橋産物について,架橋の相手を既知の膜透過装置構成タンパク質に対する抗体による免疫沈降実験により,同定した。以上の解析の結果,ステージ依存的にAACが外膜の受容体Tom70,チャネルタンパク質Tom40,膜間部および内膜の膜透過装置構成タンパク質/シャペロンであるTim9,Tim10,Tim22等と順次,相互作用していく様子が,スナップショットをとるように明らかになった。これらの結果は,アミノ酸残基レベルの空間分解能を有する部位特異的光架橋反応を行うことによって初めて解明することができたものである。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Y.Abe et al.: "Structural basis of presequence recognition by the mitochondrial protein import receptor Tom20"Cell. 100(in press). (2000)
[文献書誌] Y.Kubo et al.: "Two distinct mechanisms operate in the reactivation of heat-denatured proteins by the mitochondrial Hsp70/Mdj1p/Yge1p chaperone system."J. Mol. Biol.. 286. 447-464 (1999)
[文献書誌] T.Kanamori et al.: "Uncoupling of transfer of the presequence and unfolding of the mature domain in precursor translocation across the mitochondrial outer membrane."Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 3634-3639 (1999)
[文献書誌] M.Esaki et al.: "Two distinct mechanisms drive protein translocation across the mitochondrial outer membrane in the late step of the cytochrome b2 import pathway"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 11770-11775 (1999)
[文献書誌] T.Asai et al.: "Sec-dependent pathway and DpH-dependent pathway do not share a common translocation pore in thylakoidal protein transport"J. Biol. Chem.. 274. 20075-20078 (1999)
[文献書誌] 西川周一,遠藤斗志也(分担執筆): "新版微生物学実験法(大和田紘一,黒岩常祥,杉山純多,高橋秀夫,徳田元,渡辺信編)"酵母の細胞内構造体の調製法. 121-125 (1999)
[文献書誌] 遠藤斗志也(分担執筆): "細胞内物質輸送のダイナミズム(米田悦啓、中野明彦編)学会出版センター"葉緑体への輸送. 65-73 (1999)

1999 年度 実績報告書

光架橋性非天然アミノ酸導入前駆体を用いたタンパク質のミトコンドリア移行機構の解析

研究代表者

遠藤 斗志也 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70152014)

研究成果

[文献書誌] Y.Abe et al.: "Structural basis of presequence recognition by the mitochondrial protein import receptor Tom20"Cell. 100(in press). (2000)

[文献書誌] Y.Kubo et al.: "Two distinct mechanisms operate in the reactivation of heat-denatured proteins by the mitochondrial Hsp70/Mdj1p/Yge1p chaperone system."J. Mol. Biol.. 286. 447-464 (1999)

[文献書誌] T.Kanamori et al.: "Uncoupling of transfer of the presequence and unfolding of the mature domain in precursor translocation across the mitochondrial outer membrane."Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 3634-3639 (1999)

[文献書誌] M.Esaki et al.: "Two distinct mechanisms drive protein translocation across the mitochondrial outer membrane in the late step of the cytochrome b2 import pathway"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 11770-11775 (1999)

[文献書誌] T.Asai et al.: "Sec-dependent pathway and DpH-dependent pathway do not share a common translocation pore in thylakoidal protein transport"J. Biol. Chem.. 274. 20075-20078 (1999)

[文献書誌] 西川周一,遠藤斗志也(分担執筆): "新版 微生物学実験法(大和田紘一,黒岩常祥,杉山純多,高橋秀夫,徳田 元,渡辺 信編)"酵母の細胞内構造体の調製法. 121-125 (1999)

[文献書誌] 遠藤斗志也(分担執筆): "細胞内物質輸送のダイナミズム(米田悦啓、中野明彦編)学会出版センター"葉緑体への輸送. 65-73 (1999)

1999 年度実績報告書

遠藤斗志也名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70152014)

[文献書誌] 西川周一,遠藤斗志也(分担執筆): "新版微生物学実験法(大和田紘一,黒岩常祥,杉山純多,高橋秀夫,徳田元,渡辺信編)"酵母の細胞内構造体の調製法. 121-125 (1999)