ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定

线粒体中存在的未知乙酰酶的鉴定

基本信息

批准号：
21651086
负责人：
伊藤昭博
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質のアセチル化は、核において遺伝子発現を制御する主要な翻訳後修飾である。最近、ミトコンドリアには多数のアセチル化タンパク質の存在が示唆され、アセチル化は核と同様にミトコンドリアにおいても主要な翻訳後修飾である可能性は高いが、ミトコンドリアに局在するアセチル化酵素の存在は不明である。そこでゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いて、ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定することを目的とした。具体的には、研究代表者が同定したアセチル化ミトコンドリアタンパク質であるHMG-CoAlyase(HMGCL)のアセチル化レベルを減少させるようなsiRNAオリゴをスクリーニングすることにより、アセチル化酵素を探索した。約21,000のヒト遺伝子を標的としたダーマコン社のゲノムワイドなsiRNAライブラリーから、ミトコンドリアのプロテオーム等のデータベースでミトコンドリアに局在すると予測された1,373遺伝子についてHMGCLを恒常的に発現させたHeLa細胞を用いてスクリーニングした。その結果、ピルビン酸脱水素酵素複合体の構成因子であるpyruvate dehydrogenase α1 (PDHA1)および、dihydrolipoamide S-acetyltransferase (DLAT)のノックダウンによりHMGCLのアセチル化が顕著に低下することを見出した。興味深いことに、PDHA1あるいはDLATのノックダウンは、ヒストンのアセチル化レベルにはほとんど影響をおよぼさなかった。本研究において、ピルビン酸脱水素酵素複合体による新規ミトコンドアタンパク質のアセチル化調節機構を示唆する結果を得た。

蛋白质乙酰化是控制细胞核内基因表达的主要翻译后修饰。最近，有人提出线粒体中存在许多乙酰化蛋白质，并且乙酰化很可能是线粒体以及细胞核中的主要翻译后修饰。因此，我们的目的是使用全基因组 siRNA 文库来鉴定线粒体中存在的未知乙酰转移酶。具体来说，他们通过筛选可降低 HMG-CoAlyase (HMGCL) 乙酰化水平的 siRNA 寡核苷酸来寻找乙酰化酶，HMGCL 是主要研究人员鉴定的一种乙酰化线粒体蛋白。 Dharmacon 的全基因组 siRNA 文库针对约 21,000 个人类基因，使用组成型表达 HMGCL 的 HeLa 细胞对基于线粒体蛋白质组等数据库预测位于线粒体中的 1,373 个基因进行了分析。结果，我们发现丙酮酸脱氢酶α1（PDHA1）和二氢硫辛酰胺S-乙酰转移酶（DLAT）（丙酮酸脱氢酶复合物的组成部分）的敲低可显着降低HMGCL的乙酰化。有趣的是，PDHA1 或 DLAT 的敲除对组蛋白乙酰化水平几乎没有影响。在这项研究中，我们获得的结果表明丙酮酸脱氢酶复合物存在一种新的线粒体蛋白乙酰化调节机制。