ペルオキシソーム膜タンパク質複合体によるタンパク質の認識と輸送の分子機作

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14340256
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 林 誠 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (50212155)
• キーワード: ペルオキシソーム / タンパク質輸送 / 脂質分解 / 光呼吸 / β酸化 / グリオキシソーム / ペルオキシン

研究概要

ペルオキシソームは、独自の遺伝情報を持たないオルガネラである。そのため、ペルオキシソームマトリックスに存在するすべてのタンパク質は、一旦サイトゾルで翻訳された後、ペルオキシソーム内へと輸送される。ペルオキシソームのタンパク質輸送には、PTS1やPTS2と呼ばれるごく簡単なアミノ酸配列が輸送シグナルとして働く、タンパク質の4次構造を保ったままペルオキシソーム膜を通過するなど、他のオルガネラには見られない独特な機構が存在する。申請者は、ペルオキシソーム機能を欠損するアラビドプシス突然変異体の解析から。PED2遺伝子の同定に成功した。この突然変異体の解析から、本遺伝子産物AtPex14Pはペルオキシソーム膜タンパク質複合体の構成因子であり、ペルオキシソーム膜上においてPTS1型およびPTS2型ペルオキシソームタンパク質両方の細胞内輸送を制御することが明らかになった。本年度は、まずPTS1およびPTS2を認識するレセプターの検索を行い、それぞれAtPex5PおよびAtPex7Pの2つのタンパク質を同定することに成功した。さらに、これら2つのタンパク質およびAtPex14Pとの結合活性を調べた結果、(1)AtPex5PとAtPex7Pがサイトゾルでレセプター複合体を形成している、(2)AtPex5PとAtPex14Pが結合することがレセプターカーゴ複合体をペルオキシソームへ引き寄せる原動力になっている、ことが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Kamigaki et al.: "Identification of peroxisomal targeting signal of pumpkin catalase and the binding analysis with PTS1 receptor"Plant J.. 33. 161-175 (2003)
• [文献書誌] Hayashi et al.: "Molecular characterization of an Arabidopsis acyl CoA synthetase localized on glyoxysomal membranes"Plant Physiol.. 130. 2019-2026 (2002)
• [文献書誌] Fukao et al.: "Proteomic analysis of leaf peroxisomal proteins in green cotyledons of Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 689-696 (2002)
• [文献書誌] Nito et al.: "Direct interaction and determination of binding domains among peroxisomal import factors in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 355-366 (2002)
• [文献書誌] Mano et al.: "Distribution and characterization of peroxisomes in Arabidopsis by visualization with GFP : dynamic morphology and actin-dependent movement"Plant Cell Physiol.. 43. 331-341 (2002)
• [文献書誌] Hayashi et al.: "Ped3p is a peroxisomal ATP-binding cassette transporter that might supply substrates for fatty acid β-oxidation"Plant Cell Physiol.. 43. 1-11 (2002)
• [文献書誌] 林 誠, 西村幹夫: "脂肪性種子植物における脂肪酸分解の欠損とその影響"バイオサイエンスとインダストリー. 60. 9-10 (2002)
• [文献書誌] 二藤和昌: "ペルオキシソームの分化"細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ17 植物オルガネラの分化と多様性. 17. 139-149 (2002)
• [文献書誌] 山谷知行: "ゲノム科学と21世紀の植物栄養学-具体例の紹介-"日本土壌肥料学会雑誌. 73. 69-72 (2002)
• [文献書誌] 林 誠, 西村幹夫: "朝倉植物生理学講座第1巻植物細胞 4.4ペルオキシソーム"朝倉書店. 96-110 (2002)
• [文献書誌] 林 誠, 西村幹夫: "生物学データ大百科事典 1-4-1 e.ミクロボディー"朝倉書店. 120-126 (2002)
• [文献書誌] Hayashi, M., Nishimura, M.: "Plant peroxisome Genetic approaches to understand plant peroxisomes"Kluwer Academic Publishers. 279-303 (2002)