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構造生物学：ミトコンドリア上の受容体へのDRP1の結合と引き絞りの構造基盤
Nature 558, 7710 doi: 10.1038/s41586-018-0211-2
ミトコンドリアの遺伝、そのゲノムの維持や代謝適応は、DRP1（dynamin-related protein 1）とミトコンドリアにあるDRP1受容体によるミトコンドリアの分裂に依存している。DRP1受容体には、パラログである49 kDaのMID49（mitochondrial dynamics protein 49）と51 kDa のMID51、それにMFF（mitochondrial fission factor）が含まれるが、これらのタンパク質がDRP1を誘導し、調節する仕組みは分かっていない。今回我々は、ヒトの完全長DRP1について、MID49と共集合した状態のクライオ（極低温）電子顕微鏡構造と、構造や疾患に基づく変異解析の結果を報告する。GTPは、DRP1のGTPアーゼドメイン、BSE（bundle-signalling element）および連結ヒンジとして働くループを著しく引き延ばして回転させることが分かった。DRP1がこのコンホメーションをとると多価相互作用ネットワークが生じて、直鎖状のDRP1フィラメントとMID49やMID51との多量体形成が促進される。共集合に続いてGTPの加水分解と交換が起こり、MID受容体が解離し、フィラメントが短くなり、DRP1オリゴマーが湾曲して、引き絞られた閉じた環となる。完全長DRP1の受容体やヌクレオチドと結合したコンホメーションについてのこれらの知見を総合すると、DRP1がヌクレオチドを原動力とするアロステリーを介して機械的作業を行う仕組みが明らかになる。
