ミトコンドリア膜間のリン脂質輸送機構の構造生物学的解明

ホスファチジルエタノールアミン(PE)はミトコンドリアの機能に重要な役割を担っているリン脂質であり，ミトコンドリア内膜で合成されるが，PE合成の原材料のリン脂質であるホスファチジルセリン(PS)は小胞体で合成される．このため，PSは小胞体膜からミトコンドリア内膜まで輸送される必要がある．出芽酵母において，ホスファチジン酸輸送タンパク質であるUps1のホモログであるUps2もUps1と同様にMdm35と複合体を形成し，ミトコンドリア内のPEの維持に必要であることから，Ups2もリン脂質の輸送に関与する可能性がある．本研究ではUps2によるリン脂質輸送機構を解明することを目指した．前年度までに耐熱性酵母K. marxianus由来のUps2, Mdm35を一本鎖につないだコンストラクトを用いることで凝集せずに調製することに成功している．リポソームを用いた解析により各種リン脂質の輸送活性を調べたところ，Ups2はPSの輸送活性を持つことが明らかになった．以上のUps2の研究は九州大学の久下理教授らのグループとの共同研究であり，久下教授らによるin vivoでのUps2の機能解析結果とともにまとめ，Journal of Cell Biology誌に発表した．Ups2によるPS認識メカニズムを明らかにするため，K. marxianus由来のUps2-Mdm35の結晶化を試みている．Ups1の結晶構造を基にUps2の互いに近くに位置しているAsn27とGly162をシステイン残基に変異し，ジスルフィド結合を形成させることでフォールドを安定化させたUps2-Mdm35の結晶化に成功した．得られた結晶から4.1オングストローム分解能の回折データの収集することができた．現在分子置換法による位相決定を試みている．

ホスファチジルエタノールアミン(PE)はミトコンドリアの機能に重要な役割を担っているリン脂質であり，ミトコンドリア内膜で合成されるが，PE合成の原材料のリン脂質であるホスファチジルセリン(PS)は小胞体で合成される．このため，PSは小胞体膜からミトコンドリア内膜まで輸送される必要がある．出芽酵母において，ホスファチジン酸輸送タンパク質であるUps1のホモログであるUps2もUps1と同様にMdm35と複合体を形成し，ミトコンドリア内のPEの維持に必要であることから，Ups2もリン脂質の輸送に関与する可能性がある．本研究ではUps2によるリン脂質輸送機構を解明することを目指した．前年度までに耐熱性酵母K. marxianus由来のUps2, Mdm35を一本鎖につないだコンストラクトを用いることで凝集せずに調製することに成功している．リポソームを用いた解析により各種リン脂質の輸送活性を調べたところ，Ups2はPSの輸送活性を持つことが明らかになった．以上のUps2の研究は九州大学の久下理教授らのグループとの共同研究であり，久下教授らによるin vivoでのUps2の機能解析結果とともにまとめ，Journal of Cell Biology誌に発表した．Ups2によるPS認識メカニズムを明らかにするため，K. marxianus由来のUps2-Mdm35の結晶化を試みている．Ups1の結晶構造を基にUps2の互いに近くに位置しているAsn27とGly162をシステイン残基に変異し，ジスルフィド結合を形成させることでフォールドを安定化させたUps2-Mdm35の結晶化に成功した．得られた結晶から4.1オングストローム分解能の回折データの収集することができた．現在分子置換法による位相決定を試みている．