酵母菌過氧化體ABC運輸蛋白PXA1及PXA2複合體之結構及功能探討

ABC 運輸蛋白(ATP-binding cassette transporter)是屬於一個很大的蛋白
家族，此蛋白家族成員通常為膜蛋白，一般的功能在於協助離子、小分子或
蛋白質等物質穿越膜的運輸過程。目前已知人類過氧化體膜上有四個ABC
運輸蛋白(ATP-binding cassette transporter)，其中的ALDP 參與極長鏈脂肪酸
之b氧化作用，當此蛋白基因發生變異時，會導致腎上腺腦白質退化症(簡稱
為ALD)。目前的證據指出，ALDP 與另外兩個過氧化體ABC 蛋白(ALDRP
及PMP70)會形成同源及異源二聚體。酵母菌中也有ALDP 及PMP70 的同
源性蛋白，分別為PXA1 及PXA2。生化及遺傳的證據指出，PXA1 及PXA2
是以異源二聚體參與長鏈脂肪酸的b氧化作用。然而，來自人類及酵母菌的
研究中，有關同源及異源二聚體的證據不外乎是：免疫共沈澱分析、pull down
分析、酵母菌雙雜交實驗、單獨突變及雙重突變的組合分析、蛋白質穩定的
相關性，這些方法無法測定分子量而不能完全證明是否為二聚體。此外，在
酵母菌中並無證據指出PXA1 及PXA2 不會形成同源二聚體。
我們在上一個針對PXA1 及PXA2 的計畫中所獲得的初步結果指出，只
包含PXA1 蛋白C 端之重組蛋白，經膠體過濾層析法證實可形成由2~6 個
單體蛋白所組成的同源複合體。因此，我依據這個結果為出發點，提出了以
下的三年計畫，繼續來探討PXA1 及PXA2 所形成的複合體之結構及功能的
關係。
第一年、(1)從酵母菌中直接純化由PXA1 及PXA2 所組成的同源及異
源複合體，並測定複合體的分子量，推算複合體所包含的分子數。(2)以互
補測試的實驗，證明PXA1 及PXA2 是否為功能重複的蛋白。
第二年、(1)以免疫耗盡試驗(immuno-depletion)評估同源及異源複合體
所佔的比率，以此評估同源及異源複合體的重要性。(2)利用純化的重組蛋
白來測試其ATPase 的活性，證明PXA1 及PXA2 是否具有典型ATPase 的
活性。(3)測試複合體是一種平時就存在且穩定的結構，還是受ATP 及被運
輸物質控制的非穩定性結構。
第三年、以(1)酵母菌雙雜交實驗及(2)GST 融合蛋白pull down 分析法定
出PXA1 蛋白C 端169 個氨基酸中是哪一個區域參與同源及異源蛋白間的
相互作用。
本研究完成後，將是第一次清楚鑑定酵母菌過氧化體ABC 運輸蛋白之
複合體的大小、分子組成及相互作用區域，對於人類或其他生物的過氧化體
ABC 運輸蛋白的特性研究，也有很高的參考價值。