ペルオキシソームの形成と機能発現制御を司るPEX遺伝子システムの解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206060
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 田村 茂彦 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (90236753)
• キーワード: ペルオキシソーム / ペルオキシソーム欠損症 / CHO変異細胞 / ペルオキシソーム形成因子 / 患者解析 / 相補性群 / 遺伝子型と表現型 / 膜タンパク質

研究概要

1)長年不明であった相補性群6群のZellweger症候群患者由来線維芽細胞の相補性群を再検証した結果、相補性群C群(PEX6,欧米4群)と同一相補性群であること、PEX6の発現によりペルオキシソームの形成不全が相補されかつPEX6変異を見出した。この結果、ペルオキシソーム形成異常症は現在のところ12種の相補性群に分類されることになる。
2)私たちは、PTS1レセプターであるPex5pには哺乳動物系ではPex5pSおよびPex5pL(S型内部215-216の間に37アミノ酸の挿入配列)が存在すること、Pex5pLはPTS2タンパク質の輸送をPTS2レセプターPex7pと結合することにより担っている。Pex5pLのPex14pおよびPex13pとの結合にはN末端側(1-243)に存在する7個のWxxxF/Y motifsが必須であること、Pex7pとはPex5pL特異的挿入配列のN末端側約半分とさらに上流側27アミノ酸領域で結合することを明らかにした。さらに詳細な解析の結果、PTS1カーゴは膜透過装置構成因子のPex14pを通過したのちPex13pの前で解離することが判明した。
3)PTS2レセプターPex7pの機能、機能不全、細胞内局在について、独自に分離したpex7CHO変異細胞ZPG207およびPEX7異常RCDP患者由来線維芽細胞を用いて検討した。PTS2およびPex5pLとの結合にはほぼ全長が必要であること、RCDP患者中現在までに報告されている3種の変異(L292ter, G217R, A218V)およびZPG207由来Pex7p-W221terはいずれもPTS2およびPex5pLとの結合活性を失うことを見出した。さらにPex7pは細胞質に大半は存在するが、一部はPex5pL依存的にペルオキシソームマトリックス内に局在化することから、Pex5pと同様にshuttling receptorとして機能しているものと結論した。

研究成果

• [文献書誌] Mukai, S.: "Intracellular localization, function, and dysfunction of the peroxisome-targeting signal type 2 receptor, Pex7p, in mammalian cells"J. Biol. Chem.. 277(in press). (2002)
• [文献書誌] Otera, H.: "Peroxisomal targeting signal receptor Pex5p interacts with cargoes and import machinery components in a spatiotemporally differentiated manner : conserved Pex5p WXXXF/Y motifs are critical for matrix protein import"Mol. Cell. Biol.. 22. 1639-1655 (2002)
• [文献書誌] Suzuki, Y.: "Genetic and molecular bases of peroxisome biogenesis disorders"Genet. Med.. 3. 372-376 (2001)
• [文献書誌] Tamura, S.: "Phenotype-genotype relationships in peroxisome biogenesis disorders of PEX1-defective complementation group 1 are defined by Pex1p-Pex6p interaction"Biochem. J.. 357. 417-426 (2001)
• [文献書誌] Harano, T.: "Hsp70 regulates interaction of the peroxisome targeting signal type 1 (PTS1)-receptor Pex5p and PTS1"Biochem. J.. 357. 157-165 (2001)
• [文献書誌] Matsumoto, N.: "The peroxin Pex6p gene is impaired in peroxisome biogenesis disorders of complementation group6"J. Hum. Genet.. 46. 273-277 (2001)
• [文献書誌] Honsho, M.: "Topogenesis of peroxisomal membrane protein requires a short, positively charged intervening-loop sequence and flanking hydrophobic segments : STUDY USING HUMAN MEMBRANE PROTEIN PMP34"J. Biol. Chem.. 276. 9375-9382 (2001)
• [文献書誌] Imamura, A.: "Temperature-sensitive formation of peroxisomes in peroxisome biogenesis disorders (PBDs) in humans : implication for clinical phenotype"Curr. Top. Biomed. Res.. 3. 201-212 (2000)