| 研究課題/領域番号 |
16K07275
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田村 茂彦 九州大学, 基幹教育院, 教授 (90236753)
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| 研究分担者 |
藤木 幸夫 九州大学, 生体防御医学研究所, 特任教授 (70261237)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ペルオキシソーム / 膜透過輸送 / 複合体形成 / タンパク質相互作用 / ペルオキシソーム形成因子 |
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| 研究実績の概要 |
本課題研究は細胞内小器官ペルオキシソームをモデルオルガネラとして、膜を介したタンパク質輸送とその制御システムを分子レベルで明らかにすることを目的としている。そこでH28年度は、Pex14pを主な構成因子とするペルオキシソーム膜透過輸送装置の形成と膜を介した輸送の分子メカニズム解明に必要なPex14pリコンビナントタンパク質の精製およびPex14p複合体の形成に関わる因子の同定を行った。まず、Pex14pリコンビナントタンパク質を界面活性剤のひとつであるドデシルマルトシド(DDM)で処理することでPex14pの２量体を調製し、その後、Pex5pおよびHsc70存在下でDDM濃度を下げることによって複合体ⅡさらにはⅠを試験管内で形成させることに成功した。このとき、ペルオキシソーム膜に存在するペルオキシンの局在化を担うPex19pが存在する条件下では複合体形成が抑制されたことから、Pex14pは膜へターゲッティングされた後にオリゴマーを形成することが示唆された。こうして得られた複合体IおよびIIをリポソームへ導入することで、ペルオキシソーム膜透過輸送の再構成実験系を構築することが可能になったと考えている。また、複合体IIIの形成に必要な因子および条件については、引き続き検討を進めているところである。一方、膜透過輸送装置を構成する因子の探索としては、複合体IIIにPex26pが相互作用し得ることを新たに見いだした。つまり、Pex1pやPex6pといったAAAペルオキシンがPex26pと結合することで、ATPの加水分解エネルギーを利用しながら複合体Ⅲの構造変化に関わることを示唆する結果を得た。以上のようにH28年度は、ペルオキシソーム膜透過輸送を解析するために必要な再構成実験系構築の基盤となる結果を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初設定した目的を達成することができ、今後の研究を進展させていくための基盤を得ることができたと考えているため、おおむね順調に進展していると判断した。ただし、リコンビナントタンパク質を用いて複合体IIIの再構成には至っておらず、この複合体形成に必要な他のペルオキシンとの相互作用も探索しながら、膜透過輸送の再構成実験系の構築に向けて研究を進める必要がある。よって、当初の計画以上に進展しているとは評価できない。次年度は、今年度に得られた成果を基にして、さらなる条件検討を進めることで研究を遂行する。
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| 今後の研究の推進方策 |
H28年度はPex14pリコンビナントタンパク質を用いて複合体IおよびIIを形成させることに成功したことから、これらの複合体構造の詳細を電子顕微鏡による観察・解析を進めている。これまでのところ予備実験ではあるが、複合体Iの中央に穴が開いたリング状の構造を観察しており、この複合体構造をさらに詳細に解析することでペルオキシソーム膜透過の分子メカニズムを構造生物学的なアプローチから解明することを目指して研究を進展させる。また、ペルオキシソームマトリックスタンパク質の輸送に重要な役割を果たすと考えている複合体IIIについては、引き続きリコンビナントタンパク質から再構成させることを目指すが、同時に培養細胞にて大量に発現させたPex14pと複合体IIIを調製する方向からも、輸送再構成実験系の構築を目指す。さらに、Pex26pと複合体IIIの相互作用を見いだしたことから、Pex1pやPex6pが関与したPex14p複合体構造の変換と制御メカニズムの解明という観点からも研究を進展させる。
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