酵母ミトコンドリアを巡るプロテインフラックス

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酵母ミトコンドリアへのタンパク質フラックスを解明する第1歩として、全ミトコンドリアタンパク質の2次元電気泳動カタログの作成を進め、現在、次元電気泳動し、解析可能な506のタンパク質スポットを得、その帰属を進めている。既知の結果については、酵母ミトコンドリアタンパク質のデータベースを構築した。現在、Web上での公開に向けて、ブラウジングインターフェースなどを構築している。次に、ミトコンドリア前駆体タンパク質が複数あるミトコンドリア外膜の局在化シグナル受容体をどう使い分けているかを知る目的で、シグナル受容体の一つであるTom70を欠失したミトコンドリアへの網羅的な取り込み実験を行った。全酵母mRNA由来の翻訳産物を野生型またはTom70欠失型ミトコンドリアに取り込ませ、2次元電気泳動で展開して得られた114のスポット(うち37スポットが帰属済み)について定量的比較を行った。その結果、17のスポットでは、明らかにTom70欠失ミトコンドリアでの取り込みが低下していた。このうち帰属のできている5種類は、いずれもプレ配列を持つタイプの前駆体であることがわかった。他方、2種の未同定のスポットについては、取り込み効率が上昇した。前記5種に加え、Tom70欠失の影響が見られない10種のタンパク質について、各タンパク質のミトコンドリアへの取り込みを個別に解析することでその依存性を確認した。Tom70は主に内在性局在化シグナルを認識すると考えられてきたが、プレ配列を持つ前駆体にもTom70によって認識されるサブクラスがあることが示された。さらに、プレ配列を持つミトコンドリアタンパク質のTom70依存性は、all-or noneタイプの依存性ではなく、量的に影響されていることが明かとなった。他方、ミトコンドリアへのタンパク質フラックスに関わる既知遺伝子の多くが、酵母の生育に必須であることから、ミトコンドリアに局在する必須遺伝子を網羅的に解析し、タンパク質フラックスに関わる新たな遺伝子の探索も進行している。