蛋白質のミトコンドリア膜透過におけるTim23-Tim50相互作用の役割の解析

ミトコンドリア内膜膜透過装置TIM23複合体の構成因子である、Tim23、Tim50は、膜間部にドメインを持ち、互いに相互作用する事で膜透過反応を促進していると考えられている。本研究ではTim23-Tim50相互作用が弱くなるtim23またはtim50変異体を多数単離し、解析した。Tim23-Tim50相互作用はTIM23複合体が外膜との近接に寄与し、TOM40複合体からのタンパク質の受け渡しの効率を上げている事が示された。またこれらのミトコンドリアでは、TIM23複合体を介して膜間部へ移行する基質のインポートよりも、TIM23複合体を介してマトリクスへ移行する基質のインポートに顕著な阻害を示した。この事により、膜間部でのTim23-Tim50相互作用が、マトリクスに局在するモータータンパク質の作業機構に何らかの影響を与えている事が示された。さらに、TIM23複合体経路のタンパク質輸送に関与する新規因子を探索し、Tam41を同定した。Tam41は酵母からヒトまでの幅広い生物種間で保存された、マトリクス側にドメインを持つ内膜表在性タンパク質であった。Tam41とTIM23複合体構成因子との直接的な相互作用は検出されなかったが、Tam41を欠損したミトコンドリアでは、TIM23複合体組み込まれるモータータンパク質の量が著しく減少した。さらに、Blue-Native PAGEを用いた解析により、Tam41を欠損したミトコンドリアでは、モータータンパク質を含まないTIM23コア複合体の見かけの分子量が減少する事が明らかとなった。これらの結果から、Tam41はTIM23複合体のアセンブリーを維持するために重要である事が示された。またこのTIM23複合体のアセンブリー維持が、TIM23複合体の一部であるモータータンパク質群のTIM23コア複合体への会合に重要である事が明らかとなった。

ミトコンドリア内膜膜透過装置TIM23複合体の構成因子である、Tim23、Tim50は、膜間部にドメインを持ち、互いに相互作用する事で膜透過反応を促進していると考えられている。本研究ではTim23-Tim50相互作用が弱くなるtim23またはtim50変異体を多数単離し、解析した。Tim23-Tim50相互作用はTIM23複合体が外膜との近接に寄与し、TOM40複合体からのタンパク質の受け渡しの効率を上げている事が示された。またこれらのミトコンドリアでは、TIM23複合体を介して膜間部へ移行する基質のインポートよりも、TIM23複合体を介してマトリクスへ移行する基質のインポートに顕著な阻害を示した。この事により、膜間部でのTim23-Tim50相互作用が、マトリクスに局在するモータータンパク質の作業機構に何らかの影響を与えている事が示された。さらに、TIM23複合体経路のタンパク質輸送に関与する新規因子を探索し、Tam41を同定した。Tam41は酵母からヒトまでの幅広い生物種間で保存された、マトリクス側にドメインを持つ内膜表在性タンパク質であった。Tam41とTIM23複合体構成因子との直接的な相互作用は検出されなかったが、Tam41を欠損したミトコンドリアでは、TIM23複合体組み込まれるモータータンパク質の量が著しく減少した。さらに、Blue-Native PAGEを用いた解析により、Tam41を欠損したミトコンドリアでは、モータータンパク質を含まないTIM23コア複合体の見かけの分子量が減少する事が明らかとなった。これらの結果から、Tam41はTIM23複合体のアセンブリーを維持するために重要である事が示された。またこのTIM23複合体のアセンブリー維持が、TIM23複合体の一部であるモータータンパク質群のTIM23コア複合体への会合に重要である事が明らかとなった。