ミトコンドリア蛋白質前駆体輸送の分子機構に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63480497
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 坪井 昭三 山形大学, 医学部, 教授 (70004554)
• 研究分担者: 鈴木 民夫 山形大学, 医学部, 助手 (30206502) ; 斧 秀勇 山形大学, 医学部, 助教授 (40160915)
• キーワード: 延長ペプチド / 細胞質因子 / ミトコンドリア蛋白質前駆体 / 前駆体受容体 / ミトコンドリア蛋白質の輸入

研究概要

我々はオルニチンアミノ基転移酸素(OAT)前駆体のN末端より52個のアミノ酸残基よりなるペプチド(N末端より34残基は延長ペプチド)を化学的に合成し、このペプチドをリガンドとしたアフィニティ-クロマトグラフを行って、ミトコンドリア蛋白質前駆体のミトコンドリア内への輸入反応に必須な2種類の蛋白質を精製した。また、それぞれの抗体を調製してそれらの作用機構を解析し、次のような知見を得た。
(1)ミトコンドリア蛋白質前駆体の輸入に要求される細胞質因子の精製と作用:兎網状赤血球溶血液より部分精製した細胞質因子を上記のアフィニティ-カラムを用いて精製した。この精製細胞質因子(28kDa)の抗体は、ミトコンドリア蛋白質前駆体のミトコンドリアへの輸入及び外膜への結合反応を阻害した。また、この因子は熱ショック蛋白質(HSp)70、前駆体をATP関与で輸入に適した形に転換する)とは異なるものであることが、酵素化学的及び免疫化学的に証明された。
(2)ミトコンドリア外膜に存在するミトコンドリア蛋白質前駆体受容体の同定:上記合成ペプチドをリガンドとしたアフィニティ-クロマトグラフィ-を行って、ミトコンドリア膜画分より可溶化した蛋白質よりOAT延長ペプチドと特異的に結合する蛋白質(29kDa)を単離した。また抗29kDa蛋白質抗体は、前駆体のミトコンドリアへの輸入を強く阻害する。ミトコンドリアを低濃度のトリプシンで処理すると、29kDa蛋白質は完全に消失する。29kDa蛋白質は、ミトコンドリアの外膜と内膜が密着している部位、いわゆるコンタクトサイトに局在することが彰らかとなった。すなわち、29kDa蛋白質(前駆体延長ペプチド受容体)は、コンタクトサイトに局在し、その大部分を細胞質に露出していることも明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Tamio.Suzuki,Michihiko Sato,Tadashi Yoshida,Syozo Tuboi: "Rat liver mitochondrial and cytosolic fumarases with identical amino acid sequences are encoded froma single gene" J.Biol.Chem.264. 2581-2586 (1989)
• [文献書誌] Michihiko Sato,Tadashi Yoshida,Syozo Tuboi: "Purimary structure of rat brain protein carboxyl methyltransferase deduced from cDNA sequence." Biochem.Biophys.Res.Commun.161. 342-347 (1989)
• [文献書誌] Wei-Ping,Hideyu Ono,Syozo Tuboi: "Evidence for intra-mitochondrial degradation of the extrapeptide of ornithine aminotransferase" Biochem.Biophys.Res.Commun.163. 215-219 (1989)
• [文献書誌] Hideyu Ono.Syozo Tuboi: "Presence of the cytosolic factor stimulating the import of precursor of mitochondrial proteins in rabbit reticulocytes and rat liver cells" Arch.Biochem.Biophys.277. (1990)
• [文献書誌] Syozo Tuboi,Tamio Suzuki,Michihiko Sato,Tadashi Yoshida: "Rat liver mitochondrial and cytosolic fumarases with identical amino acid sequences are encoded from a single mRNA with two alternative in-phase AUG initiation site" Advences in Enzyme Regulation. 30. (1990)
• [文献書誌] 坪井昭三: "ミトコンドリアタンパク質輸入反応における分子選別機構" 細胞工学. 18. 116-122 (1989)