ミトコンドリアへの膜蛋白質の標的化と外膜・内膜への組み込み機構

膜蛋白靶向线粒体以及整合到外膜和内膜的机制

• 批准号: 13308034
• 负责人: 三原 勝芳
• 金额: $ 24.04万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13308034/
• 关键词: ミトコンドリア; 蛋白質輸送; 膜透過; 前駆体蛋白質; 膜蛋白質; シグナル認識

ミトコンドリア(Mt)を中心とする膜蛋白の標的化と挿入機構について以下の事柄を明らかにした。外膜蛋白の標的化と挿入:Mt外膜蛋白質TOM5(C-末アンカー型)のMtへの標的化と膜挿入について培養細胞系並びにin vitro系を用いて詳細に解析し、C-末の膜結合領域(TMD)の疎水性度とヘリックス構造、並びにその直後の3つの塩基性アミノ酸の重要性を明らかにした。さらにTOM5の酵母に於ける標的化シグナルを解析したところ、哺乳類とは異なりTMDの特性だけで標的化が決定されることを明らかにした。さらに、膜内配向性を異にする蛋白質としてTOM70(N-末アンカー)、TOM22(分子の中ほどにTMD)およびPBR(Peripheral Benzodiazepine Rcceptor:5xTMD)を材料にして解析を行っている。TOM輸送因子解析:(1)ラット肝臓MtのTOM複合体には蛋白質輸送チャネルの主要因子であるTOM40に加えTOM22と未知因子OM10、OM7.5、OM5が含まれる。このうちOM5のクローニングを終了した。(2)外膜透過チャネルの主役TOM40のリコンビナントを、チャネル活性並びに前駆体結合活性を持つ形で精製することに成功した。この標品は電子顕微鏡で約20オングストロームの孔を持つ80オングストロームの粒子として観察され、現在、精製標品について結晶化を進めている。さらにTOM40のC-末側半分(TOM40f)がチャネル活性と前駆体蛋白質結合に必要十分な領域であるこどを明らかにした。ポリトピック内膜蛋白質の内膜挿入:Mtのポリトピックな内膜蛋白質preATM(ABCトランスポーター)とpreOxal(内膜エクスポート装置の一員)についてその局在化機構の解析を続けている。さらに、preOxal-ProteinA融合蛋白質をミトコンドリア輸送装置にスタックさせることに成功し、これによって外膜、内膜輸送装置の精製と解析が可能になった。小胞体膜への挿入:シナプトタグミン2のER組み込みシグナルの解析を行った。

关于以线粒体（MT）为中心的膜蛋白的靶向和插入机理阐明了以下内容。外膜蛋白的靶向和插入：使用培养的细胞系和体外系统详细分析了MT外膜蛋白TOM5（C端锚类型）的靶向和插入MT中的MT，以揭示C-末端膜结合区域（TMD）的疏水性和螺旋结构，以及三个基本的AMINO的重要性。此外，当分析TOM5酵母中的靶向信号时，揭示了与哺乳动物不同，靶向是由单独使用TMD的特征确定的。此外，使用TOM70（N末端锚），TOM22（分子中间的TMD）和PBR（外周苯二氮卓Reccepor：5XTMD）作为材料作为蛋白质，以不同的蛋白质进行分析。 TOM传输因子分析：（1）大鼠肝脏MT的TOM复合物包含TOM22和未知因子OM10，OM7.5和OM5，除了TOM40（蛋白质传输通道的主要因素）外。其中，OM5克隆已完成。 （2）Tom40的重组是外膜可渗透通道的主要特征，以具有通道活性和前体结合活性的形式成功纯化。在电子显微镜下观察到该标本，为80埃斯特罗姆颗粒，约有20个Angstrom孔，目前正在纯化的标本进行结晶。此外，揭示了TOM40（TOM40F）的C末端一半是一个足以足以足够通道活性和前体蛋白结合的区域。多倍性内膜蛋白的内膜插入：我们继续分析MT多物质内膜蛋白PREATM（ABC转运蛋白）和前氧（内膜导出器件的成员）的定位机制。此外，将前蛋白融合蛋白成功地堆叠在线粒体传输装置中，从而使外膜和内膜运输设备纯化和分析。插入内质网膜：进行了突触量抗Min2的ER掺入信号的分析。

项目成果

E.Miyazaki et al.: "NHE6 protein possesses a signal peptide destined for endoplasmic reticulum membrane and localizes in secretory organelles of the cell"J.Biol.Chem.. 276. 49221-49227 (2001)

E.Miyazaki 等人：“NHE6 蛋白具有去往内质网膜的信号肽，并定位于细胞的分泌细胞器”J.Biol.Chem.. 276. 49221-49227 (2001)

H.Suzuki et al.: "Characterization of rat TOM70 as a receptor of the preprotein translocase of the mitochondrial outer membrane"J.Cell Sci.. 115(in press). (2002)

H.Suzuki 等人：“大鼠 TOM70 作为线粒体外膜前蛋白转位酶受体的表征”J.Cell Sci.. 115（出版中）。

S.Yoshimura et al.: "Direct targeting of cis-Golgi matrix proteins to the Golgi apparatus"J.Cell Sci.. 114. 4105-4115 (2001)

S.Yoshimura 等：“顺式高尔基体基质蛋白直接靶向高尔基体”J.Cell Sci.. 114. 4105-4115 (2001)

K.Ukaji et al.: "Membrane topogenesis of the three amino-terminal transmembrane segments of glucose-6-phosphatase on endoplasmic reticulum"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 292. 153-160 (2002)

K.Ukaji 等人：“内质网上葡萄糖-6-磷酸酶的三个氨基末端跨膜片段的膜拓扑发生”Biochem。

C.Horie et al.: "Characterization of the signal that directs the C-tail anchored proteins to the mammalian mitochondrial outer membrane"Mol.Biol.Cell. 13(in press). (2002)

C.Horie 等人：“将 C 尾锚定蛋白导向哺乳动物线粒体外膜的信号特征”Mol.Biol.Cell。