N-ミリストイル化された膜タンパク質の発見とその機能発現機構の解明

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我々はこれまでの研究から、通常可溶性の細胞質タンパク質に生じ、膜への可逆的な局在化を介して主として細胞情報伝達に機能することが知られてきたタンパク質N-ミリストイル化が多数の膜貫通タンパク質に生じていることを明らかにした。昨年度の本研究から全ミトコンドリアタンパク質が収集されたMitoProteomeのアミノ酸配列情報をもとに、これまで確立した手法によりN-ミリストイル化タンパク質の網羅的同定の試みを行なった結果、多数の候補タンパク質を見出した。本研究ではこの中からミトコンドリアの電子伝達系複合体Iの形成に関与する2つのタンパク質NUDFB7とDMAC1についてN-ミリストイル化の有無とその機能について解析を行なった。その結果、いずれのタンパク質も細胞での過剰発現に伴いN-ミリストイル化されること、さらにN-ミリストイル化を阻害した変異体(G2A mutant)を用いた解析から可溶性タンパク質と考えられるNDUFB7ではミトコンドリアへの局在にN-ミリストイル化が必須であるのに対して膜貫通タンパク質と推定されるDMAC1ではミトコンドリアへの移行にN-ミリストイル化は必要ではないことが示された。またNDUFB7のミトコンドリアへの移行にはN-ミリストイル化に加えて、その配列中に存在するCHCH-ドメインを介したMIA経路によるタンパク質の酸化的折畳みが必要であることが示された。これらの結果から、N-ミリストイル化が生じない原核生物由来の細胞小器官であるミトコンドリア内の多数のタンパク質にN-ミリストイル化が生じ、ミトコンドリア局在をはじめとする特異的機能を発現していることが示された。