2002 年度実績報告書

低酸素適応における寄生虫ミトコンドリア特異的呼吸酵素群の生理機能

研究課題

研究課題/領域番号	13854011
研究機関	東京大学
研究代表者	北潔東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)
研究分担者	渡邊洋一東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (90323568) 三芳秀人京都大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (20190829) 原田繁春東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (80156504) 網野比佐子東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10323601)
キーワード	ミトコンドリア / 低酸素適応 / 回虫 / 呼吸鎖 / フマル酸還元酵素 / 複合体II / ロドキノン
研究概要	われわれは回虫をモデル系として寄生虫における低酸素適応機構の研究を進め、ミトコンドリアのNADH-フマル酸還元系が宿主体内の嫌気的環境で中心的な役割を果している事を明らかにした。その生理的意義は嫌気的グルコース分解系の最終ステップとして、無酸素下でも複合体Iの共役部位を駆動する事によりATPを合成できる点にある。そこで本研究ではNADH-フマル酸還元系の分子構築とその生理機能の特徴を明らかにする目的で、回虫成虫ミトコンドリアを用い、本年度は以下の3点についての成果を得た。 1.複合体I(NADH-ユビキノン還元酵素)について:回虫成虫ミトコンドリアを用い、複合体Iの詳細な酵素学的解析を行った。特に新規の複合体I阻害剤を多数合成し、回虫酵素とウシ心筋酵素に対する阻害効果について徹底的な解析を加えた。その結果、回虫酵素はこれらの阻害剤に対する相互作用が宿主哺乳類と大きく異なる点を明らかになった。 2.複合体II(ロドキノール-フマル酸還元酵素;RQQFR)について:昨年度確立した方法により成虫ミトコンドリアからRQQFRを精製し結晶化条件の検討した。その結果、C12E8とドデシルマルトシドなどの界面活性剤の混合比を調節する事によって再現性良く結晶を得る事ができる様になった。現在、Spring-8によって解析中である。 3.ロドキノンおよびユビキノン生合成機構と生理的役割:昨年度、自由生活性線虫Caenorhabditis elegansの長寿命変異株clk-1のキノン組成の分析から合成中間体であるデメトキシユビキノンの蓄積を明らかにした。この結果をふまえ、clk-1の遺伝子産物がデメトキシユビキノンを水酸化するヒドロキシラーゼと考え、酵素活性測定系の確立を試みた。また興味深い事に、線虫clk-1が大腸菌の本酵素の変異株の増殖を回復させる事を見い出した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Complex II from Phototrophic Purple Bacterium Rhodoferax fermentans displays rhodoquinol-fumarate reductase activity"Eur. J. Biochem.. (in press).
[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Atpenins, potent and specific inhibitors of mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone oxidoreductase)"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100. 473-477 (2003)
[文献書誌] 一宮治美 et al.: "Complex II inactivation is lethal in the nematode Caenorhabditis elegans"Mitochondrion. 2. 191-198 (2002)
[文献書誌] 北潔 et al.: "Electron transfer complexes in Ascaris mitochondria"Advance in Parasitology. 51. 95-131 (2002)
[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Quinones in long-lived clk-1 mutants of Caenorhabditis elegans"FEBS Lett.. 512. 33-37 (2002)
[文献書誌] 北潔 et al.: "Role of complex II in anaerobic respiration of the parasite mitochondria from Ascaris suum and Plasmodium falciparum"Biochim. Biophys. Acta. 1553. 123-139 (2002)

2002 年度 実績報告書

低酸素適応における寄生虫ミトコンドリア特異的呼吸酵素群の生理機能

研究代表者

北 潔 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)

研究成果

[文献書誌] 宮寺 浩子 et al.: "Complex II from Phototrophic Purple Bacterium Rhodoferax fermentans displays rhodoquinol-fumarate reductase activity"Eur. J. Biochem.. (in press).

[文献書誌] 宮寺 浩子 et al.: "Atpenins, potent and specific inhibitors of mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone oxidoreductase)"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100. 473-477 (2003)

[文献書誌] 一宮 治美 et al.: "Complex II inactivation is lethal in the nematode Caenorhabditis elegans"Mitochondrion. 2. 191-198 (2002)

[文献書誌] 北 潔 et al.: "Electron transfer complexes in Ascaris mitochondria"Advance in Parasitology. 51. 95-131 (2002)

[文献書誌] 宮寺 浩子 et al.: "Quinones in long-lived clk-1 mutants of Caenorhabditis elegans"FEBS Lett.. 512. 33-37 (2002)

[文献書誌] 北 潔 et al.: "Role of complex II in anaerobic respiration of the parasite mitochondria from Ascaris suum and Plasmodium falciparum"Biochim. Biophys. Acta. 1553. 123-139 (2002)

2002 年度実績報告書

北潔東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444)

[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Complex II from Phototrophic Purple Bacterium Rhodoferax fermentans displays rhodoquinol-fumarate reductase activity"Eur. J. Biochem.. (in press).

[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Atpenins, potent and specific inhibitors of mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone oxidoreductase)"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100. 473-477 (2003)

[文献書誌] 一宮治美 et al.: "Complex II inactivation is lethal in the nematode Caenorhabditis elegans"Mitochondrion. 2. 191-198 (2002)

[文献書誌] 北潔 et al.: "Electron transfer complexes in Ascaris mitochondria"Advance in Parasitology. 51. 95-131 (2002)

[文献書誌] 宮寺浩子 et al.: "Quinones in long-lived clk-1 mutants of Caenorhabditis elegans"FEBS Lett.. 512. 33-37 (2002)

[文献書誌] 北潔 et al.: "Role of complex II in anaerobic respiration of the parasite mitochondria from Ascaris suum and Plasmodium falciparum"Biochim. Biophys. Acta. 1553. 123-139 (2002)