ミトコンドリア蛋白質輸送に関わる細胞質因子並びに膜透過装置の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15770129
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小宮 徹 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (40304802)
• Keywords: ミトコンドリア / タンパク質輸送 / 膜透過 / 分子シャペロン / TOM

Research Abstract

本研究の目的は、高等動物に於けるミトコンドリアタンパク質前駆体の輸入反応の素過程を明らかにするため、その初期段階である、「細胞質因子によおミトコンドリアタンパク質前駆体の認識並びにミトコンドリア外膜の受容体へのターゲティング」に注目し、その分子機構を解明することである。以前、我々は、前駆体分子のミトコンドリアへの輸入を促進する細胞質の因子としてMSFを同定していたが、最近構築したアッセイ系により、MSF以外の細胞質因子の存在が示唆されていた。また、前駆体/MSF複合体のミトコンドリア外膜に於ける受容体に関しても、詳細な解析は行われていなかった。
本研究の今年度の目的は、(1)動物ミトコンドリアへの輸入を促進する細胞質因子の同定、並びに(2)前駆体/MSF複合体の外膜受容体の同定、を行うことであった。(1)に関しては、カラムクロマトグラフィーでいくつかの活性のピークが表れるものの、未同定の因子の同定には至っておらず、今後の課題である。(2)に関しては、以下のことを明らかにした。現在、投稿準備中である。(1)前駆体/MSF複合体とミトコンドリアを結合させた後、ドデシルマルトシドで可溶化し、免疫沈降を行うと、以前我々が前駆体/MSF複合体の外膜受容体の候補として同定していた、OM37が共沈してくることが分かった。(2)この共沈物はATPの共存下で解離した。(3)大腸菌で発現、精製したOM37の細胞質領域の断片を用いても複合体の形成が見られ、この複合体はATPにより解離した。(4)意外なことに、ミトコンドリアを用いてATP非存在下で結合させた場合、前駆体/MSF/OM37の共沈物には、前駆体分子の外膜レセプターの1つである、Tom20が含まれていることが分かった。(5)ATPの存在下でタイムコースを追うと、時間経過に伴って、前駆体分子がOM37/Tom20の段階から、膜透過チャネルの主成分である、Tom40に移行することが分かった。来年度に於いては、これらの複合体の成分のより詳細な解析、in vivoでOM37を欠損させるとどのような効果が表れてくるか、等の問題を課題として研究を進めていきたい。