細胞内オルガネラ形成においてのタンパク質のプロセシング

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真核生物の細胞内に存在する小胞体、ミトコンドリア、リソゾームなどのオルガネラの形成機構を、それぞれのオルガネラに個有なタンパク質のオルガネラへの選択的な組込みとそれに共役しているタンパク質のプロセシングに重点を置いて研究を進めている。主要な研究成果は下記の通りである。1.小胞体についてはP-450(PB-1)のように膜結合リボソームで合成されてプロセシングを受けずに膜に組込まれるもの、エステラーゼ【E_1】のように膜結合リボソームで合成されて分泌蛋白質のようにプロセシングを受けながら小胞体に留るもの、アルデヒド脱水素酵素のように遊離リボソームで合成されて小胞体膜に組込まれるものが見出され、膜への組込み機構の多様性が明らかになった。2.ミトコンドリアへの酵素前駆体の取り込みは、前駆体のミトコンドリア表面への結合段階、前駆体が膜を通過してミトコンドリア内へ入る段階、ミトコンドリア内のプロテアーゼによる前駆体の延長ペプチドの切断の3段階に分けて研究が進めることが可能になった。第1段階については、この過程に関与する細胞質のタンパク質因子とミトコンドリア外膜中の前駆体受容タンパク質の性質が外膜への前駆体の結合、外膜の細分画、前駆体の延長ペプチドのアミノ酸配列をもつ合成ペプチドの使用など多様な方法を用いて検討されている。3.ミトコンドリア酵素前駆体の膜通過については、クローン化された前駆体のcDNAを利用して、アミノ酸配列を変えた前駆体を無細胞転写翻訳系で作る手段が有効に利用されている。前駆体の延長ペプチド中に散在している塩基性アミノ酸の重要性はこの方法によって確認された。無細胞転写翻訳系により作られる前駆体は、延長ペプチドを選択的に切断するプロテアーゼの研究にも有効に利用されており、マトリックスの可溶性プロテアーゼは100倍以上精製された。