| 研究概要 |
本研究では、蛋白質の細胞内局在と膜内構造形成の原理を解明することによって、ゲノムがコードするすべての膜蛋白質の立体構造、細胞内局在および生物機能の予測を実現することを目的とした。これまでに明らかにした蛋白質の膜への組み込み様式をもとに、いくつかの代表的なマルチスパン膜蛋白質のすべての膜貫通セグメントの膜内配置機構を徹底的に解析した。アミノ末端側を膜透過させる1型シグナルアンカー配列が、予想外に長いドメインを膜透過できることを明らかにし、その際に、燐酸高エネルギー化合物や小胞体内腔の熱ショックタンパク質(hsp70,BiP)が関与せず、リボソームが膜透過自体に寄与し、膜透過の駆動力が初期過程とその後の連続的過程とで異なることを明らかにした。ゲノム情報科学解析を基にして提案された、低疎水性セグメントの新たな組み込み様式を、モデル蛋白質を使って検討し、妥当性を検証できた。並行して、疎水性度の高い膜蛋白質が小胞体への標的化を回避し、ミトコンドリアやペルオキシソームなどの分泌経路以外のオルガネラに標的化するためのシグナル配列を解析し、膜蛋白質に特化したミトコンドリア標的化シグナルを明らかにした。このシグナルは小胞体への合成に共役した標的化を抑制し、ミトコンドリアへの合成後の輸入を実現するものであった。さらに、ミトコンドリア外膜の膜貫通蛋白質TOM22のトポロジー形成シグナルを明らかにし、またミトコンドリア蛋白質膜透過チャネルを形成するTOM40の大量発現、精製、再生系を確立し、ミトコンドリア認識シグナルの機能解析への道を開いた。
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