ミトコンドリア膜への蛋白質の組み込みと膜の融合・分裂の分子機構

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ミトコンドリア膜蛋白質の標的化と膜への挿入、ならびにミトコンドリア膜の分裂・融合機構に関して以下の事柄を明らかにした。【Mt膜蛋白質挿入機構】(1)外膜輸送装置(TOM複合体):ラットTOM複合体に含まれる未知の構成成分のうちOM5をクローニングした。TOM複合体の主役TOM40のリコンビナントをチャネル活性と前駆体結合活性を持つ状態で精製することに成功した。この標品は電子顕微鏡で約20オングストロームの孔を持つ80オングストロームの粒子として観察され、現在、精製標品について結晶化を進めている。さらにTOM40のC-末側半分(TOM40f)がチャネル活性と前駆体蛋白質結合に必要十分な領域であることを明らかにした。TOM40fについても構造解析の準備を行っている。(2)外膜蛋白の標的化と挿入:異なる配向性と挿入シグナルを持つと推定される外膜蛋白質、Tom70 (N-末アンカー)、Tom5 (C-末アンカー)、Tom22 (分子内アンカー)、PBR (Peripheral Benzodiazepine Receptor;5回膜貫通型)を用いてin vivo、in vitroでの解析を行っている。このうちTom5のシグナルはC-末側の膜貫通領域の疎水性、ヘリックス構造、並びに膜貫通領域に続く3つの塩基性アミノ酸が重要であることを明らかにした。さらに哺乳類と酵母でシグナルの特性が顕著に異なることも明らかになった。(3)内膜挿入装置:内膜のポリトピック膜蛋白質preATM (ABC-transporter)とpreOxal (内膜挿入装置の一員)を用いてその標的化と膜挿入の解析を行っている。またpreOxal-ProteinA融合蛋白をミトコンドリアにスタックさせることに成功し、これを用いて膜挿入装置の解析を行っている。【Mt膜の融合分裂機構】Fzolの哺乳類ホモローグFzolAとFzolBをクローニングし、両者が組織特異的に発現していること、両者が協調的に働いてGTP-依存的にミトコンドリアの外膜融合を行うことを明らかにした。