미토콘드리아(주 1)세포 내에서 생명 활동에 필요한 에너지를 생성합니다 따라서, 인간의 정상적인 미토콘드리아 기능은 건강으로 이어지고 미토콘드리아 기능의 감소는 노화 및 다양한 병리학 적 조건과 관련이있는 것으로 알려져있다 정상적인 기능 미토콘드리아를 유지하기 위해, 다른 특성과 기능을 가진 1,000 개의 단백질이 필요합니다 이 다양한 단백질은 있습니다전구체 단백질(주 2)양식세포질 (외부)에서 미토콘드리아로의 막을 통한 전달(주 3)
그것은이 미토콘드리아의 단백질 진입 점으로 작용하는 다수의 단백질을 결합하여 만들어졌다카지노 바카라 Complex(주 4)이번에는이 연구 그룹카지노 바카라 Complex의 정밀 구조냉동 전자 현미경을 사용한 단일 입자 분석 방법(주 5)(해상도 : 38Å) 카지노 바카라 Complex의 전체 구조는 각각 2 개의 서브 유닛 인 원통형카지노 바카라40(주 6)카지노 바카라222 분자와 하나의 지질 분자가 그들 사이의 계면에 들어갔다 한편, 카지노 바카라40의 N- 엔드 부분은 Cytosol (외부) 측에서 막 횡단 (내부)쪽으로 카지노 바카라40 실린더 내부를 통해 침투했으며 카지노 바카라5는이 N- 엔드 부분을 막 뇌 측에서 연결했습니다 다양한 전구체 단백질의사전 배열(주 7)카지노 바카라40 사이의 인터페이스에 출구가 있었고, 사전 어레이가없는 것은 카지노 바카라40의 이량 체 외부에 출구를 가졌다 이러한 방식으로, 우리는 단백질의 막 투과 채널 내에 전구체 단백질을 갖지 않는 사전 배열 및 전구체 단백질을 갖는 전구체 단백질을 갖는 전구체 단백질에 전념하고, 전구체 단백질을 배출구에서 대기하는 각 수송 경로의 다운 스트림으로 전달함으로써, 우리는 상이한 특성을 갖는 1,000 개의 선구자 단백질의 외막 투과성을 발견했다
미토콘드리아로의 단백질 전달 메커니즘을 이해하면 미토콘드리아로의 단백질 전달과 관련된 질병에 대한 치료의 발달과 미토콘드리아로의 단백질 전달 효율을 제어함으로써 노화를 예방할 가능성이 있기를 희망합니다
이 연구는 일본 과학 홍보를위한 일본 협회 (JSPS) 교부금 프로젝트, 전략적 크리에이티브 리서치 프로모션 프로젝트 팀 기반 연구 촉진 프로젝트 (JST) 및 일본 의료 연구 및 개발 기관 (AMED), 일본 기술 지원 플랫폼 (AMEDS), 일본 의료 기관 (AMED) (AMED)
인간 및 효모와 같은 진핵 생물의 세포 내부에는 미토콘드리아를 포함한 막에 의해 분리 된 세포 내 소기관이 있습니다 미토콘드리아는 에너지 생산을 담당하며 세포 내 생활 활동에 필수적이며 세포와 인간 건강에서 중요한 역할을합니다 미토콘드리아는 외부 및 내부 막인 2 개의 생물학적 막으로 둘러싸여 있으며 1,000 개가 넘는 단백질로 구성되지만, 이들 단백질의 대부분은 미토콘드리아 외부의 전구체, 즉 시토 졸에서 미토콘드리아로 수송되기 전에 합성된다 미토콘드리아 단백질 전구체가 미토콘드리아로 올바르게 전달되는 이유는 대상 또는 "대상 신호"가 전구체에 기록되기 때문입니다 전구체의 주소는 미토콘드리아 외막상의 수용체에 의해, 그리고 번역자 (막 투과제)에 의해 제공된 경로를 통해 읽어진다 또한, 내부 지시 된 전구체는 외부 막과 내부 막 사이의 내부 막 및 샤페론 단백질 (모임) 사이의 다른 전위기의 작용에 의해 내부 지향 전구체가 모임, 내부 매트릭스로 분류된다 (그림 1) 카지노 바카라 Complex는 카지노 바카라20, 카지노 바카라22, 카지노 바카라22 및 카지노 바카라40과 같은 단백질로 구성된 외막 전좌이며, 이는 막 투과를위한 채널로서 작용하고 거의 모든 미토콘드리아 단백질을 미토콘드리아에 통합하기위한 다재다능한 흡입구로서 작용한다 지금까지, 카지노 바카라 Complexes의 정확한 구조는 고해상도로 결정되지 않았으며, 각 단백질이 복합체를 형성하는 방법과 각 단백질이 전구체 단백질에 효율적으로 침투하는 방법과 같은 문제
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그림 1 미토콘드리아 및 입구 카지노 바카라 Complex 로의 단백질 전달 경로
미토콘드리아 (검은 색 화살표)로 1,000 개가 넘는 단백질의 전달 경로 시토 졸-합성 된 미토콘드리아 전구체 단백질의 대부분은 전달 포털 톰 복합체와 외부 막을 통과하고 표적 구획으로 분류된다 카지노 바카라 복합체는 수용체 및 전구체 단백질에 대한 경로를 제공하는 채널 단백질 카지노 바카라40으로 구성된다 미토콘드리아 외막의 카지노 바카라 복합체의 주요 분자 종은 삼량 체인 것으로 생각되지만 전자 현미경에서 관찰 될 때 안정적인 이량 체로 경향이있는 것으로 보인다 |
(1) Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM)에 의한 카지노 바카라 복합체의 정밀 구조 결정
이 연구 그룹은 효모 세포에서 카지노 바카라40, 카지노 바카라22, 카지노 바카라5, 카지노 바카라6 및 카지노 바카라7 (카지노 바카라40, 카지노 바카라22, 카지노 바카라5, 카지노 바카라6 및 카지노 바카라7)의 5 개의 서브 유닛으로 구성된 카지노 바카라 Complex (막 단백질 복합체)를 정화하고, 도쿄 대학에서 냉동 전자 현미경을 사용하여 38Å의 해상도에서 그 구조를 결정했습니다 (그림 2) 전체 구조는 2 개의 서브 유닛으로 구성된 이량 체였으며, 2 개의 카지노 바카라22 분자 및 1 개의 지질 분자가 원통형 카지노 바카라40 사이의 계면에 삽입되었으며, 이는 단백질 (막 투과성 채널)의 경로로서 작용 하였다 이러한 이유로, 카지노 바카라40의 채널은 서로로부터 크게 기울어졌다 (30 °), 축 방향으로 원주민이 왜곡되었다 한편, 카지노 바카라40 폴리펩티드 사슬의 N- 말단 부분은 원통형 채널 구조의 형성에 관여하지 않지만, 카지노 바카라5는 카지노 바카라40 채널의 기공을 외부 (cytosol) 측에서 내부 (메르 메인) 측면에서 (메 멤브레인) 측면으로 붙 잡았고 Membrane 측에서 나온 N- 말단 부분은 카지노 바카라5에 의해 연결되었다
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그림 2 : Cryo-Electron 현미경을 사용하여 결정된 카지노 바카라 복합체의 구조
상단 행은 결정된 구조의 구조 밀도 다이어그램입니다 하단 레이어는 구조를 쉽게 볼 수있는 리본 모델입니다 |
(2) 단백질이 통과하는 단백질에 대한 두 개의 매장이 있음을 발견했습니다
카지노 바카라 Complex를 통과 한 선구자는 다음 요인으로 넘겨지고 최종 목적지로 전송됩니다 N- 말단에서 미토콘드리아-결합 신호로서 "사전 시급성"을 가진 사람들 (미토콘드리아 단백질의 70%는 사전 시퀀스를 갖는다)은 intima tim23 복합체라는 전위로 전달되며, intima를 통해 매트릭스로 운반된다 (그림 1의 경로 ①) 이번에는 TIM23 복합체의 서브 유닛 인 TIM50이 카지노 바카라 복합체의 서브 유닛 카지노 바카라40 및 카지노 바카라22의 막 횡단 측의 C- 엔드 측과 상호 작용하는 것으로 밝혀졌다 이 도메인은 이량 체 내부, 2 개의 카지노 바카라40 사이의 계면 근처에 위치하고 TIM50을 함유하는 TIM23 복합체는 통과하는 사전 배열을 위해 카지노 바카라 복합체의 이량 체 내부를 기다리고있다 (도 3)
반면에, 다양한 전구체 단백질 중에서, 사전 시퀀스가없는 막 횡단 가용성 단백질 (미토콘드리아에 대한 신호는 사전 시절 형태로 기록되지 않음)은 카지노 바카라 Complex에서 단백질 MIA40의 막 횡단 도메인으로 전달된다 (1) 이번에는 MIA40이 카지노 바카라40의 N- 엔드 쪽과 상호 작용하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 카지노 바카라40의 채널을 관통하고 막 횡단쪽에 나타납니다 이 N- 엔드 부분은 이량 체 외부에 위치한 카지노 바카라5에 의해 위치됩니다 즉, 막 뇌성 가용성 단백질이 카지노 바카라40 채널을 통과하고 TIM40으로 넘겨지는 출구는 카지노 바카라 복합체의 이량 체 외부에있는 것으로 밝혀졌다 또한 포인트 또는 결실 돌연변이를 카지노 바카라40의 N- 말단 및 카지노 바카라5 및 카지노 바카라40 채널 내부의 아미노산 잔기에 위치시켜 카지노 바카라 복합체와 후속 단계를 통과하는 막 뇌성 가용성 단백질의 결함을 초래한다는 것이 확인되었다 (도 3) 우리는 이전에 카지노 바카라40의 N- 엔드 쪽이 작은 TIM이라는 막 횡단 샤페론과 상호 작용한다는 것을 발견했습니다 작은 TIM은 막 횡단 영역에서 막 횡단 영역에 가용성 단백질 이외의 사전 시퀀스가없는 단백질을 운반하는 요인입니다 따라서, 사전 시퀀스가없는 모든 단백질은 카지노 바카라 복합체 이량 체의 외부 출구를 이용한다
이런 방식으로, 단백질의 막 투과 채널 내에서 사전 시퀀스 및 비 중식 전구체 단백질을 갖는 전구체 단백질에 대한 경로 및 매장을 개별적으로 준비함으로써, 각각의 수송 경로의 전구체 단백질을 별도로 통과시키는 것으로 밝혀졌다 속성 및 기능
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그림 3 카지노 바카라 Complex의 두 출구
이량 체 중 하나는 외부와 내부에서 볼 수 있듯이 표시됩니다 두 개의 출구가 있음을 알 수 있습니다 |
이 연구에서 분석 된 효모 카지노 바카라 Complex는 동일한 메커니즘을 통해 인간 세포에서 막 투과제 역할을하는 것으로 생각됩니다 또한,이 연구에서 밝혀진 카지노 바카라40의 두 출구는 또한 인간 세포에서 카지노 바카라40에도 존재한다 다시 말해,이 연구에서 밝혀진 미토콘드리아에 대한 단백질 수송 복합체의 메커니즘은 인간과 같은 더 높은 유기체에서 유사한 메커니즘을 이해하는 것과 직접적으로 연결되어 있으며, 파킨슨 병과 같은 신경 퇴행성 질환의 병원성을 명확하게하는 데 도움이 될 것으로 예상되며, 이는 미토콘드리아 단백질의 전달과 관련이 있으며, 이는 무능한 질병의 전달과 관련이있다 질병 미래에, 단백질 흡수의 미토콘드리아로의 효율을 제어함으로써 미토콘드리아 기능과 세포 기능을 제어함으로써 미토콘드리아 질환에 대한 미개발 치료를 개발하고 노화를 방지하기위한 길을 설정하기를 희망한다
Kyoto Sangyo University, 도쿄 대학교, 프라이 부르크 대학교, 미야자키 대학교, 모나스 대학교, 카나자와 대학교 (Kanazawa University)의 연구 그룹에 의한 협력 연구[참조로 돌아 가기]
"미토콘드리아 수입 게이트의 구조는 뚜렷한 프리테로틴 경로를 보여줍니다"
(미토콘드리아 단백질 전달 포트의 구조에 의해 밝혀진 다수의 전구체 단백질의 경로)
Araiso Yuhei1, Sakagami Haruka, Yuzuki Yoshi, Suzuki Junko, Kono Shin, Endo Toshiya2(Kyoto Sangyo University)
Boming Hisa, Yoshikawa Masahide (도쿄 대학)
Imai Kenichiro (연례 고급 산업 과학 및 기술 연구소)
Shiota Takuya (호주 모나시 대학교 미야자키 대학교)
Trevor Lithgow (호주 Monash University)
Jian Qiu, Jiyao Song, Caroline Lindau, Lena-Sophie Wenz, Marilena Wischnewski, Conny Schütze, Thomas Becker, Nils Wiedemann, Nikolaus Pfanner (Freiburg, Germany)
Ando Toshio (Kanazawa University)
(1교장 저자,2책임있는 저자) (연구 당시)