Screening of the proteins involved in uptake of ubiquinone in Saccharomyces cerevisiae using synthetic ubiquinone probes

使用合成泛醌探针筛选酿酒酵母中参与泛醌摄取的蛋白质

基本信息

批准号：
22H02273
负责人：
村井正俊
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

“コエンザイム-Q”の名称で広く知られているユビキノン（UQ）は、ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化（ATP生合成）に必須の脂溶性分子である。近年、UQはその生合成が完結するミトコンドリア内膜だけに留まるのではなく、細胞内の各所に輸送されてレドックスやエネルギー代謝の制御に関与することが示唆されている。しかし、UQの動態研究に威力を発揮する優れたプローブ分子が開発されていなかったことが一因となり、その全体像は明らかになっていない。本研究は、有機化学の視点から、UQの細胞内輸送に関与する一連のタンパク質を同定することで、UQの細胞内動態や多様な生理機能を理解する基盤の確立を目指すものである。本研究の申請段階で、申請者は光反応性UQプローブ分子(pUQ5)を合成し、pUQ5が出芽酵母UQ欠損株(ΔCOQ2)の生育を効果的に相補することを見出していた。2022年度は、pUQ5で生育が相補されたΔCOQ2株に対して光親和性標識実験を行い、UQ取り込みに関与するタンパク質として、ミトコンドリア外膜のVDAC1および、内膜上の呼吸鎖複合体IVのサブユニットであるCOX3をを同定した。これら2つのタンパク質は外界に存在するUQが細胞質内に取り込まれ、ミトコンドリアに集積する過程で重要な役割を果たしている可能性が極めて高い。2023年度は、これら2つのタンパク質の生理的な意義について、生化学的あるいは遺伝学的なアプローチを通じて検証する予定である。上記の成果については、その方法論を含めて2023年度内に論文発表することを目指している。

泛醌 (UQ)，广泛称为“辅酶-Q”，是线粒体氧化磷酸化（ATP 生物合成）所必需的亲脂性分子。近年来，有人提出UQ不仅局限于完成生物合成的线粒体内膜，还被转运到细胞内的各个部位，参与氧化还原和能量代谢的调节。然而，整体情况尚未阐明，部分原因是尚未开发出一种可有效研究昆士兰大学动力学的优秀探针分子。本研究旨在从有机化学的角度鉴定一系列参与UQ细胞内转运的蛋白质，为理解UQ的细胞内动力学和各种生理功能奠定基础。在本研究的应用阶段，申请人合成了光反应性UQ探针分子（pUQ5），发现pUQ5有效补充了芽殖酵母UQ缺陷菌株（ΔCOQ2）的生长。 2022年，我们对ΔCOQ2菌株进行了光亲和标记实验，该菌株的生长得到了pUQ5的补充，并鉴定了线粒体外膜上的VDAC1和内膜上的呼吸链复合物IV的亚基作为参与UQ摄取的蛋白质。单位COX3。这两种蛋白质很可能在外界存在的UQ被摄入细胞质并在线粒体中积累的过程中发挥着重要作用。 2023 年，我们计划使用生化或遗传学方法检查这两种蛋白质的生理意义。我们的目标是在 2023 年内发表一篇关于上述结果的论文，包括方法论。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

コレラ菌Na+輸送性NADH-ユビキノン酸化還元酵素におけるユビキノン側鎖の結合部位の同定

霍乱弧菌Na+转运NADH-泛醌氧化还原酶中泛醌侧链结合位点的鉴定

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
石川萌;桝谷貴洋;村井正俊;Nicole L. Butler;Blanca Barquera;三芳秀人
通讯作者：
三芳秀人

Researchmap

研究地图

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Diverse reaction behaviors of artificial ubiquinones in mitochondrial respiratory complex I.

DOI：
10.1016/j.jbc.2022.102075
发表时间：
2022-07
期刊：
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子：
4.8
作者：
Uno, Shinpei;Masuya, Takahiro;Zdorevskyi, Oleksii;Ikunishi, Ryo;Shinzawa-Itoh, Kyoko;Lasham, Jonathan;Sharma, Vivek;Murai, Masatoshi;Miyoshi, Hideto
通讯作者：
Miyoshi, Hideto

人工キノン類を用いた呼吸鎖複合体-Iのキノン結合ポケットに関する研究

利用人工醌研究呼吸链复合物-I的醌结合袋