タンパク質の細胞内局在化・機能発現と生体金属イオン

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ペルオキシソーム生合成には、14以上の遺伝子が必要とされる。我々は、ペルオキシソーム欠損性チャイニーズハムスター卵巣由来(CHO)細胞変異株のひとつZ65に対してペルオキシソーム形成を回復させる35kDaのペルオキシソーム形成因子-1(PAF-1)cDNAをクローニングした。PAF-1は、そのアミノ末端及びカルボキシ末端を細胞質側に向けた真在性膜蛋白質として、主にペルオキシソームに局在している。PAF-1は、新規に合成された蛋白質の膜透過装置の構成因子の一つである可能性が高い。さらに、PAF-1が現在までに10相補性群が報告されているヒトの遺伝性ペルオキシソーム欠損症の一つの相補性群であり、Zellweger症候群の病因遺伝子であることも初めて明らかにしている。PAF-1は、新規なシステインに富む亜鉛フィンガー、RINGフィンガー(モチーフC_3HC_4)をそのカルボキシル末端244残基から283残基に持っている。RINGフィンガーは、亜鉛や二価イオンを結合を介して特異的蛋白ー蛋白間相互作用に関係しているらしい。最近RINGフィンガーは、ペルオキシソーム形成因子だけでなく、シグナル伝達などの様々な細胞内機能に係る多くの蛋白質に見出されている。しかしながら、RINGフィンガーの機能的重要性については大きな謎のままである。今年度、我々はペルオキシソーム生合成におけるPAF-1のin vivoでの構造的、機能的研究をPAF-1の点変異および欠失変異体cDNAを構築し、それらをCHO変異細胞Z65に導入することにより行った。その結果、RINGフィンガーに保存されているシステイン及びヒスチジン残基の1点変異体(C247Y、C264S、H261W、C280S)および2点変異体(C280A,C283A)は、野生型同様の活性を有していた。しかしながら、他の2点変異体(C244A,C247A;C264S,C280S;C247S,C280S;H261W,C280S)は活性の低下していた。この現象は、PAF-1のRINGフィンガーの2つの亜鉛配位モチーフのうち、前半部分が重要でありなんらかの因子と相互作用している可能性が高いことを示している。