| 研究概要 |
ミトコンドリアへのタンパク質移行は外膜と内膜の複数の膜透過装置(トランスロケータ)によって担われる。酵母ゲノム情報をフルに利用し,新規トランスロケータ構成因子Tim41を発見した。Tim41はミトコンドリア内膜マトリクス側の表在性膜タンパク質で,その遺伝子破壊株では,内膜のトランスロケータTIM23複合体を経由する内膜やマトリクスのタンパク質のミトコンドリア移行に欠損が生じる。これまで知られているマトリクスのトランスロケータ因子は,すべてTIM23複合体を経由するマトリクスへのタンパク質移行に関わるものであったが,Tim41は内膜を通過せず内膜に組み込まれるタンパク質に影響を与える点でユニークである。詳細にTim41の機能を解析した結果,Tim41は内膜のトランスロケータTIM23複合体の機能的アセンブリーを維持するのに必要であることが分かった。
タンパク質は生体膜を通過する際,立体構造をアンフォールドして(ほどいて)膜を通過する必要がある。そこで,ミトコンドリアへの取り込みに伴うアンフォールディングと原子間力顕微鏡(AFM)の延伸実験による力学的変性に伴うアンフォールディングを比較したところ,ミトコンドリア膜透過装置は、ミトコンドリア行きシグナル近傍が部分的にほどけた膜透過中間体に相互作用し、その安定性を減少させることによって分子全体の効率的なアンフォールディングを引き起こすことが明らかになった。このことはミトコンドリアへのタンパク質移行に伴うアンフォールディングのメカニズムに関する新たな知見を与えるものであり,選択的なタンパク質分解など,他の細胞内プロセスにおけるアンフォールディングについても重要な示唆を与えるものである。
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