Identification of Novel Signal Recognition Factors for Mitochondrial beta-barrel Membrane Proteins

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βバレル型膜タンパク質は、グラム陰性菌、ミトコンドリア、葉緑体に存在する。このうち、グラム陰性菌とミトコンドリアのものには共通の局在化シグナルとしてβシグナルが存在することが報告されている。βシグナルは、タンパク質の最もC末端側に位置している。われわれは、グラム陰性菌の一種である大腸菌を用いた解析から、タンパク質の内部に存在する新規シグナルを同定した。また、配列解析からこのシグナルがミトコンドリアにも存在していることを確認したが、ミトコンドリアでの役割については全く解析されていない。そこで、本研究では、ミトコンドリアにおける新規シグナルの役割解明と、このシグナルを認識するミトコンドリアタンパク質輸送因子を同定することを試みている。2年度目は、初年度に決定したミトコンドリアβバレルのシグナルを認識しアセンブリーを促進する因子の決定を目指した。具体的には、シグナル変異体をミトコンドリア内に送り込み、その際に相互作用するタンパク質の同定を目指した。輸送途上のタンパク質間相互作用は不安定なものが多いため、不安定なタンパク質間相互作用の補足が特異な部位特異的光架橋法を用いた。部位特異的光架橋法は、光架橋側鎖をもつ非天然アミノ酸であるBPAを目的タンパク質に導入することで、紫外線照射により近接するタンパク質との間に形成される共有結合を用いて相互作用タンパク質を捕捉できる手法である。当初、シグナル部分のみをミトコンドリアの膜間部に送り込み相互作用タンパク質の探索を実施したが、シグナル部分のみは膜間部で安定して存在できなかった。そこで、基質の全長を用いて解析する方法に変更した。現在、基質の全長を用いた方法でのBPAの導入に成功しており、今後相互作用タンパク質の決定を行う。