2012 Fiscal Year Annual Research Report
ミトコンドリア膜を舞台としたタンパク質の交通管制機構の解明
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22227003
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
遠藤 斗志也 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70152014)
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| Project Period (FY) |
2010-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / 酵母 / トランスロケータ / 膜透過 / カルジオリピン / ERMES複合体 |
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| Research Abstract |
酵母ミトコンドリアのタンパク質の交通管制システムについて，ミトコンドリアの膜構造，脂質，レドックス状態，ERとの関係なども含めて，その働く機構を理解することをめざした。
（１）ミトコンドリア機能に必須かつミトコンドリア特異的なリン脂質，カルジオリピンの合成経路は，ホスファチジン酸からCDP-DAGを合成するステップがミッシングリンクとなっていた。ERとミトコンドリアの両方で働くのではないかと言われていたCds1は，ERにのみ存在し，ミトコンドリアにはCds1以外のCDP-DAG合成酵素があることが示唆された。そこで，以前われわれが見出した，ミトコンドリア内膜トランスロケータのメンテナンス因子Tam41を酵母から精製し，Tam41がCDP-DAG合成酵素活性を持つことを直接確かめた。このことにより，カルジオリピン合成経路の全体像が完成した。
（２）ERとミトコンドリアをつなぐテザリング複合体ERMESの構成因子であるMdm12とMmm1を大腸菌に発現させて精製する実験系をつくった。Mdm12-Mmm1複合体，Mdm12について結晶化に成功した。X線構造解析を実施中である。
（３）ERMES複合体構成因子，ミトコンドリア内で脂質輸送に関わる可能性があるUps1/Ups2について，各々遺伝学的に相互作用する因子（各遺伝子欠失株について，合成増殖阻害を示す欠失変異株，多コピーサプレッサーとなる遺伝子）を検索し，多数の関連因子候補を得た。
（４）膜間部で酸化的リフォールディングを行うTim40-Erv1システムについて，基質類似ペプチドとTim40存在下でスピンラベルしたErv1を加え，Tim40のNMRシグナルがペプチドの存在に依存して緩和することを見出した。このことはTim40-基質-Erv1三者の複合体が重要な役割を果たすことを示す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初はタンパク質の交通を中心にミトコンドリアの生合成の分子機構を解明することをめざしていた。今回，Tam41がカルジオリピン合成経路の最後のミッシングリンクであることを発見，さらにERMES，Ups1/Ups2などについて，脂質輸送との関連に関わる新しい知見が多数得られた。このことは，ミトコンドリア生合成を理解する上で，タンパク質トランスロケータを中心としたタンパク質の交通という観点からアプローチするだけではなく，脂質の交通という観点からも斬り込むことが必要な段階に来ていることを強く示唆するものであり，予想しなかった発展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者が，名古屋大学から京都産業大学に異動したので，連携研究者の田村康（名古屋大学）を分担者に変更し，研究費を配分することで，京都産業大学と名古屋大学で，効率よく研究を推進したい。
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[Journal Article] Ubiquitin is phosphorylated by PINK1 to activate parkin2014
Author(s)
F. Koyano, K. Okatsu, H. Kosako, Y. Tamura, E. Go, M. Kimura, Y. Kimura, H. Tsuchiya, H. Yoshihara, T. Hirokawa, T. Endo, E. A. Fon, J. F. Trempe, Y. Saeki, K. Tanaka, and N. Matsuda
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Journal Title
Nature
Volume: 510
Pages: 162-166
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Tam41 is a CDP-diacylglycerol synthase required for cardiolipin biosynthesis in mitochondria2013
Author(s)
Y. Tamura, Y. Harada, S. Nishikawa, K. Yamano, M. Kamiya, T. Shiota, T. Kuroda, O. Kuge, H. Sesaki, K. Imai, K. Tomii, and T. Endo
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Journal Title
Cell Metab.
Volume: 17
Pages: 709-718
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Analysis of two presequence binding domains of Tim52013
Author(s)
Kaori Esaki, Bytul Rahman, Yuki Ishimaru, Shin Kawano, and Toshiya Endo
Organizer
DynaMito 2013: The 4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria - from Molecular Mechanisms to Physiological Functions and Disease
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
20131028-20131101
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[Presentation] Tam41 is a CDP-diacylglycerol synthase for cardiolipin biosynthesis in mitochondria2013
Author(s)
Yasushi Tamura, Yoshihiro Harada, Shuh-ichi Nishikawa, Koji Yamano, Megumi Kamiya, Takuya Shiota, Takuya Kuroda, Osamu Kuge, Hiromi Sesaki, Kenichiro Imai, Kentaro Tomii, and Toshiya Endo
Organizer
DynaMito 2013: The 4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria - from Molecular Mechanisms to Physiological Functions and Disease
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
2013-10-28 – 2013-11-01
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[Presentation] Structural analysis of Mdm122013
Author(s)
Shin Kawano, Si-quinbala, Eri Asai, and Toshiya Endo
Organizer
DynaMito 2013: The 4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria - from Molecular Mechanisms to Physiological Functions and Disease
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
2013-10-28 – 2013-11-01
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