Screening of the proteins involved in uptake of ubiquinone in Saccharomyces cerevisiae using synthetic ubiquinone probes

使用合成泛醌探针筛选酿酒酵母中参与泛醌摄取的蛋白质

• 批准号: 22H02273
• 负责人: 村井 正俊
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02273/
• 关键词: ユビキノン（コエンザイムQ); ミトコンドリア; 光親和性標識; 出芽酵母; ユビキノン（コエンザイムQ）; ユビキノン; 細胞内輸送; クリックケミストリー

“コエンザイム-Q”の名称で広く知られているユビキノン（UQ）は、ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化（ATP生合成）に必須の脂溶性分子である。近年、UQはその生合成が完結するミトコンドリア内膜だけに留まるのではなく、細胞内の各所に輸送されてレドックスやエネルギー代謝の制御に関与することが示唆されている。しかし、UQの動態研究に威力を発揮する優れたプローブ分子が開発されていなかったことが一因となり、その全体像は明らかになっていない。本研究は、有機化学の視点から、UQの細胞内輸送に関与する一連のタンパク質を同定することで、UQの細胞内動態や多様な生理機能を理解する基盤の確立を目指すものである。本研究の申請段階で、申請者は光反応性UQプローブ分子(pUQ5)を合成し、pUQ5が出芽酵母UQ欠損株(ΔCOQ2)の生育を効果的に相補することを見出していた。2022年度は、pUQ5で生育が相補されたΔCOQ2株に対して光親和性標識実験を行い、UQ取り込みに関与するタンパク質として、ミトコンドリア外膜のVDAC1および、内膜上の呼吸鎖複合体IVのサブユニットであるCOX3をを同定した。これら2つのタンパク質は外界に存在するUQが細胞質内に取り込まれ、ミトコンドリアに集積する過程で重要な役割を果たしている可能性が極めて高い。2023年度は、これら2つのタンパク質の生理的な意義について、生化学的あるいは遺伝学的なアプローチを通じて検証する予定である。上記の成果については、その方法論を含めて2023年度内に論文発表することを目指している。

The name "UQ" is widely known as the fat-soluble molecule necessary for acidification (ATP synthesis). In recent years, the synthesis of UQ has been completed, and the regulation of UQ metabolism has been demonstrated in the cell. The dynamic research power of UQ is developed by optimizing the molecular development of UQ. This study aims to establish the basis for understanding the relationship between the intracellular transport and quality of UQ and the physiological functions of UQ. At the application stage of this study, the applicant synthesized a photoreactive UQ protein molecule (pUQ5), and pUQ5 complemented the fertility of budding yeast UQ deficient strains (Δ COQ2). In 2022, pUQ5 was selected for the development of a complementary ΔCOQ2 strain, and UQ was selected for the development of a complementary VDAC1 on the outer membrane and COX3 on the inner membrane. The possibility that UQ is an important process of cytoplasmic aggregation due to the presence of the external environment is extremely high. In 2023, we will discuss the physiological significance, biochemical significance and genetic significance of the disease. The results of the above report include the methodology of the paper published in 2023.

项目成果

コレラ菌Na+輸送性NADH-ユビキノン酸化還元酵素におけるユビキノン側鎖の結合部位の同定

霍乱弧菌Na+转运NADH-泛醌氧化还原酶中泛醌侧链结合位点的鉴定

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川 萌;桝谷 貴洋;村井 正俊;Nicole L. Butler;Blanca Barquera;三芳 秀人
• 通讯作者: 三芳 秀人

Researchmap

研究地图

Diverse reaction behaviors of artificial ubiquinones in mitochondrial respiratory complex I.

• DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102075
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Uno, Shinpei;Masuya, Takahiro;Zdorevskyi, Oleksii;Ikunishi, Ryo;Shinzawa-Itoh, Kyoko;Lasham, Jonathan;Sharma, Vivek;Murai, Masatoshi;Miyoshi, Hideto
• 通讯作者: Miyoshi, Hideto

人工キノン類を用いた呼吸鎖複合体-Iのキノン結合ポケットに関する研究

利用人工醌研究呼吸链复合物-I的醌结合袋

• 发表时间: 2023
• 作者: 生西凌;大谷燎平;桝谷貴洋;村井正俊;志波智生;三芳秀人
• 通讯作者: 三芳秀人

ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iを阻害するアセトゲニンの結合部位の同定

抑制线粒体呼吸链复合物-I 的 acetogenin 结合位点的鉴定

• 发表时间: 2023
• 作者: 西田美咲;桝谷貴洋;村井正俊;三芳秀人
• 通讯作者: 三芳秀人