ミトコンドリアβ型外膜タンパク質の輸送と外膜組み込み機構解明に向けての研究

线粒体β型外膜蛋白转运及外膜整合机制研究

基本信息

批准号：
10J08344
负责人：
今井賢一郎
金额：
$ 1.79万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

ミトコンドリアβバレル型外膜タンパク質(MBOMP)は、タンパク質や低分子のミトコンドリアへの輸送において中心的な役割を果たしているだけでなく、疾患との関連性も指摘されている。MBOMPを理解するため、そのミトコンドリアへの輸送および外膜への組み込み機構の解明は重要課題であるが、不明な点が多い。そこで、本研究は、MBOMPのこれらの機構解明の促進のため1.新規MBOMP探索とその外膜組み込みシグナル(βシグナル)の解析、2.ミトコンドリア輸送シグナル探索、3.タンパク質輸送複合体TOM complexの構造モデリングの3つの研究を行ってきた。本年度は、特に進展のあった、1、3について以下に簡潔にまとめる。1.我々の開発したMBOMP予測手法により発見した赤痢アメーバの新規βバレル型外膜タンパク質候補EMOMP30について、国立感染症研究所との共同研究を行い、その配列解析及び細胞内局在部位解析を行った。その結果、EMOMP30は、βシグナル配列を持つEntamoeba属に特異的なタンパク質であり、ミトコンドリア由来オルガネラ(マイトソーム)への外膜局在が示唆された。さらに、EMOMP30の発現抑制株は、細胞数が増えないため、重要な創薬標的として期待できる。3.共同研究先の名古屋大学から得たTOM complexの最新の架橋実験データを基に、複合体モデルの修正を行い、疎水性や電荷のパッチを調べ、複合体形成や機能について考察を行った。また、共通祖先を持つが機能の異なるVDACとのアミノ酸配列の保存部位比較から、Tom40の複合体形成における相互作用部位予測を行い、さらなる架橋実験や機能解析のための変異実験のサポートを行った。また、本研究で培った配列解析技術を応用した共同研究でも成果が得られた。核輸送担体Transportinの新規基質の核移行シグナル候補の同定において貢献し、Mol. Cell. Proteomics誌にて発表した。Cell Metabolism誌に受理されたミトコンドリアに局在する新規CDP-diacylglycerol synthase Tam41発見の研究では、機能ドメインの生物種間の分布と系統解析を行い、Tam41が共生後に獲得された可能性を指摘した。

线粒体β-桶外膜蛋白（MBOMP）不仅在将蛋白质和小分子转运至线粒体方面发挥着核心作用，而且还与疾病有关。为了理解 MBOMP，阐明其转运至线粒体以及整合至外膜的机制非常重要，但许多问题仍不清楚。因此，为了促进MBOMP这些机制的阐明，本研究旨在1.寻找新的MBOMP并分析其外膜整合信号（β信号），2.寻找线粒体转运信号，3.研究蛋白质我对运输复合体TOM复合体进行了三种类型的结构建模研究。今年，我们将简要总结第1点和第3点，其中取得了特别的进展。 1. 我们与国立传染病研究所对利用我们开发的MBOMP预测方法发现的溶组织阿米巴新型β-桶外膜候选蛋白EMOMP30进行了联合研究，并分析了其序列和细胞内定位。结果表明，EMOMP30是内阿米巴属特有的蛋白质，具有β信号序列，定位于线粒体来源的细胞器（线粒体）的外膜。此外，EMOMP30表达抑制菌株不会增加细胞数量，因此它们有望成为重要的药物靶点。 3.基于我们的联合研究伙伴名古屋大学获得的TOM复合物的最新交联实验数据，我们修改了复合物模型，研究了疏水性和电荷斑块，并考虑了复合物的形成和功能。此外，通过将氨基酸序列中的保守位点与具有共同祖先但功能不同的VDAC进行比较，我们预测了Tom40复合物形成中的相互作用位点，并支持进一步的交联实验和突变实验进行功能分析。此外，应用本研究中培育的序列分析技术的联合研究也取得了成果。为核转运载体转运蛋白新型底物的核输出信号候选物的鉴定做出了贡献，并发表在《蛋白质组学》杂志上。在Cell Metabolism杂志上接受的一项发现Tam41（一种定位于线粒体的新型CDP-二酰甘油合酶）的研究中，进行了功能域在物种间的分布和系统发育分析，研究人员指出Tam41可能是在线粒体中获得的。共生。