ミトコンドリアトランスロケーターＳＡＭ複合体の構造・機能研究

线粒体易位子 SAM 复合体的结构和功能研究

• 批准号: 18J00358
• 负责人: 竹田 弘法
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J00358/
• 关键词: SAM複合体; ミトコンドリア; クライオ電子顕微鏡; トランスロケーター

本研究では、βバレル膜タンパク質をミトコンドリア外膜へ挿入するSAM複合体タンパク質の精密構造を決定し、そのメカニズムの解明を目的としている。SAM複合体はβバレルタンパク質Sam50と可溶性タンパク質Sam35/Sam37によって構成される。しかし、SAM複合体がどのように形成されており、どのように基質タンパク質をβバレルに整形するのかは不明である。そこで我々は、SAM複合体のクライオ電子顕微鏡を用いた構造解析と、構造に基づいたin vitro機能解析により、SAM複合体によるタンパク質整形メカニズムの解明に向けて取り組んできた。クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析では、SAM複合体の構造を分解能2.6オングストロームで決定することに成功した。SAM複合体のクライオ構造では、Sam50がダイマーを形成し、サイトゾル側からSam35/Sam37がSam50と結合していた。in vitro機能解析を行なった結果、基質βバレルタンパク質は、Sam37に結合したSam50と入れ替わるようにしてSam37と結合し、Sam35に結合したSam50が基質βバレルタンパク質を膜へ挿入することを明らかにした。以上の結果から、基質タンパク質がSAM複合体に結合すると、SAM複合体のSam50ダイマーのうち、Sam37と結合するSam50と入れ替わり、基質タンパク質の整形が進むという、βバレルスイッチモデルを提唱するに至った。これらの研究成果は、Natureに掲載された。当初、クライオ電子顕微鏡の使用を予定していたが、論文作成などにより不要となったため、未使用金が生じた。

The purpose of this study is to determine the precise structure of SAM complex, and to clarify the structure of SAM complex. SAM complex is composed of β-and soluble proteins Sam50 and Sam35/Sam37. The SAM complex is formed in a matrix with a β-shape. The structure analysis, structure analysis and function analysis of SAM complex in vitro are carried out by using electron microscope. The structure of SAM complex was determined successfully by using electron microscope. SAM complex is composed of Sam50 and Sam 35. In vitro function analysis results, matrix beta, Sam37, Sam50, Sam37, Sam50, Sam35, Sam50, Sam37, Sam35, Sam50, Sam50, Sam The above results show that the SAM complex is bound to the matrix, the SAM complex is bound to the Sam50, the Sam37 is bound to the Sam50, the matrix is shaped to advance, and the β is bound to the SAM complex. The results of this research are published in Nature. At the beginning, the use of electronic micromirrors was determined, and the paper was made without using gold.

项目成果

ミトコンドリアにバレル(円筒)型膜タンパク質を組み込む仕組みを解明

阐明桶状膜蛋白掺入线粒体的机制

Cryo-EM structure of mitochondrial translocator SAM complex

线粒体易位子 SAM 复合物的冷冻电镜结构

• 发表时间: 2019
• 作者: Takeda H;Tsutsumi A;Nishizawa T;Lindau C;Busto JV;Wenz LS;Ellenrieder L;Imai K;Straub SP;Mossmann W;Qiu J;Yamamori Y;Tomii K;Suzuki J;Murata T;Ogasawara S;Nureki O;Becker T;Pfanner N;Wiedemann N;Kikkawa M;Endo T.;竹田弘法
• 通讯作者: 竹田弘法

クライオ電子顕微鏡を用いたミトコンドリア外膜トランスロケーターSAM複合体の構造解析

使用冷冻电子显微镜对线粒体外膜转位器 SAM 复合物进行结构分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Takeda H;Tsutsumi A;Nishizawa T;Lindau C;Busto JV;Wenz LS;Ellenrieder L;Imai K;Straub SP;Mossmann W;Qiu J;Yamamori Y;Tomii K;Suzuki J;Murata T;Ogasawara S;Nureki O;Becker T;Pfanner N;Wiedemann N;Kikkawa M;Endo T.;竹田弘法;竹田弘法
• 通讯作者: 竹田弘法

ミトコンドリアにバレル（円筒）型膜タンパク質を組み込む仕組みを解明

阐明桶状膜蛋白掺入线粒体的机制

フライブルク大学(ドイツ)

弗莱堡大学（德国）