ミトコンドリア外膜の蛋白質膜透過装置を構成するTom40蛋白質の機能領域の解析

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ミトコンドリア外膜に存在する蛋白質膜透過装置の構成蛋白質については、前駆体蛋白質に対するリセブターとして働くTom20、Tom22、Tom37、Tom70や、蛋白質膜透過チャネルを構成するTom40蛋白質などが同定されてきた。しかしながら、これら蛋白質膜透過装置を構成する蛋白質の構造と機能に関する詳細な解析は、現在までのところ、ほとんど行われていないというのが現状である。本研究では、ミトコンドリア外膜の蛋白質膜透過装置において中心的役割を担っているTom40蛋白質について、その外膜上でのトポロジーの解析、Tom20、Tom22等の他の構成蛋白質との相互作用領域の検索、さらには、前駆体蛋白質の膜透過に直接関与する機能領域の同定を目指し実験を進めている。現在までのところ、Tom40蛋白質の様々な領域に、モノクローナル抗体が認識するエピトープタグ、あるいは、プロテアーゼである(factor Xa)が認識・切断する配列を挿入した改変Tom40蛋白質をデザインし、それらの改変Tom40蛋白質をコードする変異Tom40遺伝子を多数構築した。この変異遺伝子を、酵母細胞内で発現させ、それが、Tom40蛋白質としての機能を保持しているかどうかを解析したところ、いくつかの挿入変異Tom40蛋白質では、機能が損なわれていることが判明した。さらに、変異Tom40蛋白質を発現している酵母からミトコンドリアを単離し、factor Xaへの感受性、モノクローナル抗体への反応性を解析した結果、ミトコンドリア外膜のインククトネスを保持した状態、低張処理により外膜を破砕した状態、デタージェエントにより外膜を可溶化した状態で差異がみられるものがあった。現在、その差異をもとにTom40の外膜におけるトポロジーモデルを検討中である。