（創薬等PF・構造生命科学ニュースウオッチ 2016/10/10）
  • ミトコンドリア電子伝達系（呼吸鎖）において、複合体I（NADH/ユビキノン還元酵素）、複合体Ⅱ（ユビキノン）、複合体Ⅲ（補酵素Q-シトクロムc）ならびに複合体Ⅳ（シトクロムcオキシダーゼ）の４種類の複合体が同定され、Ⅰ、ⅢならびにⅣが、膜の内側から外側へプロトンを汲み出すポンプ機構を担っている（なお、ATP合成酵素を呼吸鎖複合体Vとする場合もある）。
  • 呼吸鎖複合体は超複合体（suprecomplexes；respirasome/レスピラソーム）として機能するが、ほとんどの複合体Ⅱはレスピラソームと一体化しないとされている（参考図　論文３のヒツジⅠ/Ⅲ*2/Ⅳのレスピラソームの構造）。
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  1. [論文] ゲノム編集と定量プロテオミクスによるヒト呼吸鎖複合体Iサブユニットの機能同定
    • Corresponding author: Leonid A. Sazanov (Institute of Science and Technology Austria)
    • ヒト呼吸鎖複合体I（NADH: ユビキノン還元酵素)は14個のコア・サブユニットと31個の補助サブユニット（accessoary subunits）の計45個のサブユニットで構成されている。今回、HEK293T細胞において、TALEN続いてCRISPR/Cas9を利用して、31個の補助サブユニットをコードする遺伝子をノックアウトすることから、複合体形成に必須の25サブユニットと、細胞生存に必須の1サブユニットを同定した。
    • SILAC法を利用した定量的プロテオミクスから、サブユニットが欠損すると同じ構造モジュールに属する他のサブユニットの安定性に影響を与えること、加えて、複合体Ⅰ形成に必須であり治療標的となりうる２因子を見出した。
  2. [論文] ブタ心臓由来呼吸鎖複合体Ⅰ・Ⅲ二量体・Ⅳの超複合体クライオ電顕構造
    • Corresponding author(s): Ning Gao; Maojun Yang (清華大学)
    • レスピラソームの構造を分解能5.4 Åで再構成し、レスピラソームにおける複合体の配置と複合体間の相互作用を明らかにした。
    • レスピラソームに組み込まれた複合体Ⅰは、フリーな状態での形状からコンパクトな形状へとコンフォメーションが変化していることも明らかになった。
  3. [論文] ヒツジ心臓由来呼吸鎖超複合体クライオ電顕構造
    • Corresponding author: Leonid A. Sazanov (Institute of Science and Technology Austria)
    • Ⅰ・Ⅲ二量体・Ⅳのレスピラソームの２種類の構造、密な（tight）構造と緩んだ（loose）構造、をそれぞれ5.8 Åと7.8 Åの分解能で再構成し、また、ⅠとⅢ二量体の超複合体構造も、分解能7.8 Åで再構成。
    • レスピラソームにおけるタンパク質密度をすべて、既知のサブユニット80個（複合体Ⅰ 45個；複合体Ⅲ 22個；複合体Ⅳ 13個）とその中の膜貫通ヘリックス132本（複合体Ⅰ 78本；複合体Ⅲ 26本；複合体Ⅳ 28本）に帰属し、複合体間の相互作用も分析した。
  4. [論文] ウシ呼吸鎖複合体Iのクライオ電顕構造
１ 論文→James A. Letts, Karol Fiedorczuk & Leonid A. Sazanov. “Accessory subunits are integral for assembly and function of human mitochondrial complex I.” Nature. 2016 October 6;538(7623):123-126. Published online 2016 September 14.
１遺伝子発現データ→GSE84913
１プロテオームデータ→PXD004666
２ 論文→Jinke Gu et al. “The architecture of the mammalian respirasome.” Nature. 2016 Sep 29;537(7622):639-43. Published online 2016 September 21. Corrected online 2016 September 28.
２ 構造→5GPN: 2016/10/10 編集処理済、登録者の確認・同意待ち
３ 論文→James A. Letts, Karol Fiedorczuk & Leonid A. Sazanov. “The architecture of respiratory supercomplexes.” Nature. 2016 Sep 29;537(7622):644-648. Published online 20156 September 21.
３ EMデータ→EMD-8130: Architecture of ovine respiratory supercomplex (I-III2-IV) conformation tight (5.8 Å)
３ 構造→5J4Z: Architecture of tight respirasome
３ EMデータ→EMD-8128: Architecture of ovine respiratory supercomplex (I-III2-IV) conformation loose (6.7 Å)
３ 構造→5J7Y: Architecture of loose respirasome
３ EMデータ→EMD-8129: Architecture of ovine respiratory supercomplex (I-III2) (6.7 Å)
３ 構造→5J8K: Architecture of supercomplex I-III2
４ 論文→Jiapeng Zhu, Kutti R. Vinothkumar & Judy Hirst “Structure of mammalian respiratory complex I.” Nature. 2016 August 18;536(7616):354-8. Published online 2016 August 10.
４ EMデータ→EMD-4040: Structure of mammalian respiratory Complex I, class1
４ 構造→5LDW: Structure of mammalian respiratory Complex I, class1（分解能 4.27 Å）
４ EMデータ→EMD-4032: Structure of mammalian respiratory Complex I, class2
４ 構造→5LC5: Structure of mammalian respiratory Complex I, class2（分解能 4.35 Å）
４ EMデータ→EMD-4041: Structure of mammalian respiratory Complex I, class3
４ 構造→5LDX: Structure of mammalian respiratory Complex I, class3（分解能 5.60 Å）