Global proteomic analysis of the PINK1-Parkin pathway and elucidation of mitochondrial regulation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06628
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KOSAKO Hidetaka 徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (10291171)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: プロテオーム / PINK1 / Parkin / ミトコンドリア / パーキンソン病 / 質量分析 / IP-MS / AQUA

Outline of Final Research Achievements

Recent studies have elucidated the molecular mechanism by which the serine/threonine kinase PINK1 and the ubiquitin ligase Parkin, the causative gene products of familial Parkinson's disease, cooperate to selectively remove damaged mitochondria through autophagy. In this study, we have identified and quantified new interacting proteins with PINK1 and Parkin by proteomic analyses such as immunoprecipitation-mass spectrometry (IP-MS) and targeted mass spectrometry (parallel reaction monitoring: PRM). Our results suggest that TIM23 interacts with PINK1 to prevent degradation of PINK1 by inner membrane proteases in damaged mitochondria.

Free Research Field

プロテオミクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PINK1とParkinがオートファジーによってミトコンドリアの品質管理を行う仕組みの概要が最近明らかになったが、従来の細胞生物学や分子生物学を基盤とする研究からは、その全体像を理解する上で十分な知見が得られていなかった。本研究において複数のプロテオーム解析技術を駆使することにより、PINK1とParkinの新たな相互作用因子を多数同定することができた。そしてPINK1との新たな相互作用因子であるTIM23の損傷ミトコンドリアでの機能を明らかにした。