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2012 年度 実績報告書

ミトコンドリア内膜トランスポーターの立体構造解析と輸送メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23790064
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

竹内 恒  独立行政法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 主任研究員 (20581284)

キーワード核磁気共鳴 / 膜タンパク質 / タンパク質発現
研究概要

ミトコンドリアは、生体機能の維持に不可欠なエネルギー生産、代謝物の生合成を司る真核生物の細胞小器官である。この機能発現の中核を担うミトコンドリアトランスポーター(MTP)はミトコンドリア内膜に存在する膜蛋白質群で、様々な低分子代謝原料をミトコ
ンドリアに供給するとともに、代謝産物を細胞質に輸送する。またヒト遺伝子中にある約50種のMTPのうち少なくとも13種が病態関連遺伝子であり、MTPの重要性は明らかである。本研究の目的はMTPの発現精製系を確立し、立体構造を解析することにより、その輸送メカニズムを解明することである。本研究ではまずヒトの疾患との関連が明らかな13種のMTP(CIC, PiC, AAC1, UCP1, 2, & 3, AGC2, ORC1, DNC, CAC,ODC, GC1, SLC25A38)の大腸菌発現系を確立し、安定同位体標識が可能なM9最小培地における発現および精製条件の検討を行った。その結果、UCP1, ORC1, CAC, ODC (36K)とGC1(38K)で良好な発現量が観察された。その他のMTPについては発現量がわずかであり構造解析には適さないと判断した。しかしながら発現したMTPはすべて不要性画分に移行しており、可溶化条件の検討が必要となった。Sarkosyl, Traiton X100, DDM, OGなどの界面活性剤をもちいた可溶化を検討したが、一部が可溶性分に移行するのみで十分な効率での可溶化には成功していない。またこれらのトランスポーターのメタノール資化酵母、無細胞系での発現を試みたが十分な発現を見なかった。最近、海外のグループがマウスUCP2の大腸菌を用いた発現および構造解析に成功した。一方本件ではヒトUCP2は発現していない。これを鑑みると異種由来のMTPをより広く解析候補とするなどの工夫が必要と考えられる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A homogeneous, high-throughput assay for phosphatidylinositol 5-phosphate 4-kinase with a novel, rapid substrate preparation2013

    • 著者名/発表者名
      Davis MI, Sasaki AT, Shen M, Emerling BM, Thorne N, Michael S, Pragani R, Boxer M, Sumita K, Takeuchi K, Auld DS, Li Z, Cantley LC, Simenov A
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 8 ページ: e54127

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0054127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional dynamics of proteins revealed by solution NMR.2012

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Takeuchi K, Ueda T, Nishida N, Shimada I
    • 雑誌名

      Curr Opin Struct Biol

      巻: 22 ページ: 660-669

    • DOI

      Doi:10.1016/j.sbi.2012.08.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Basis for the Golgi Association by the Pleckstrin Homology Domain of the Ceramide Trafficking Protein (CERT)2012

    • 著者名/発表者名
      Sugiki T, Takeuchi K, Yamaji T, Takano Y, Tokunaga Y, Kumagai K, Hanada K, Takahashi H, Shimada I
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 33706-33718

    • DOI

      Doi:10.1074/jbc.M112.367730

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional Equilibrium of the KcsA Structure Revealed by NMR2012

    • 著者名/発表者名
      Imai S, Osawa M, Mita K, Toyonaga S, Machiyama A, Ueda T, Takeuchi K, Oiki S, Shimada I
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 39634-39641

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.401265

    • 査読あり
  • [学会発表] 酵母K.Lactis発現系を用いた高分子量蛋白質の重水素化およびメチル選択標識2012

    • 著者名/発表者名
      宮沢-大浪 真由美,竹内 恒, 杉木 俊彦, 高野 等覚, 嶋田 一夫, 高橋 栄夫
    • 学会等名
      第51回NMR討論会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市・ウインクあいち
    • 年月日
      20121118-20121118
  • [学会発表] 多剤耐性転写制御因子の揺らぎによる薬剤認識機構2012

    • 著者名/発表者名
      竹内 恒、嶋田 一夫
    • 学会等名
      新学術領域「揺らぎと生体機構」「水和とATP」合同公開シンポジウム「ゆらぎと水-生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
    • 発表場所
      大阪府大阪市・大阪ガーデンパレス
    • 年月日
      20120914-20120915
  • [備考] http://unit.aist.go.jp/birc2/

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公開日: 2014-07-24  

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