ERシャペロンカルネキシンはミトコンドリアの位置と呼吸を制御する

Sci. Signal. 30 Jun 2020:
Vol. 13, Issue 638, eaax6660
DOI: 10.1126/scisignal.aax6660

Tomás Gutiérrez¹, Hong Qi², Megan C. Yap¹, Nasser Tahbaz¹, Leanne A. Milburn¹, Eliana Lucchinetti³, Phing-How Lou³, Michael Zaugg³, Paul G. LaPointe¹, Pascal Mercier⁴, Michael Overduin⁴, Helmut Bischof⁵, Sandra Burgstaller⁵, Roland Malli⁵, Klaus Ballanyi⁶, Jianwei Shuai⁷, and Thomas Simmen^1,*

1. ¹ Faculty of Medicine and Dentistry, Department of Cell Biology, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2H7, Canada.
2. ² Complex Systems Research Center, Shanxi University, Taiyuan 030006, China.
3. ³ Department of Anesthesiology and Pain Medicine, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2H7, Canada.
4. ⁴ Department of Biochemistry and National Field Nuclear Magnetic Resonance Centre (Nanuc), University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2H7, Canada.
5. ⁵ Gottfried Schatz Research Center for Cell Signaling, Metabolism and Aging, Medical University of Graz, 8010 Graz, Austria.
6. ⁶ Department of Physiology, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2H7, Canada.
7. ⁷ Department of Physics, and State Key Laboratory of Cellular Stress Biology, Innovation Center for Cell Signaling Network, Xiamen University, Xiamen 361005, China.

* Corresponding author. Email: thomas.simmen@ualberta.ca

要約

小胞体（ER）のシャペロンは、Ca²⁺イオンのミトコンドリアへの流入を制御し、それにより酸化的リン酸化経路のエネルギー出力を増加または減少させる。一例は、豊富なERレクチンカルネキシンで、これは筋/小胞体Ca²⁺ ATPase（SERCA）と相互作用する。われわれは、カルネキシンがその酸化還元状態を維持することによりSERCAのATPアーゼ活性を刺激することを見出した。この機能により、カルネキシンは、ミトコンドリアの生体エネルギーの重要な決定要因であるミトコンドリアで利用可能なER Ca²⁺の量を制御できるようになった。カルネキシン欠損細胞は、エネルギー生成を解糖経路に部分的にシフトすることにより、この機能の喪失を補償した。これらの細胞はまた、ERとミトコンドリア間のより密接な並置を示した。このように、カルネキシンは、酸化的リン酸化と解糖間の細胞エネルギーバランスを制御する。

Citation: T. Gutiérrez, H. Qi, M. C. Yap, N. Tahbaz, L. A. Milburn, E. Lucchinetti, P.-H. Lou, M. Zaugg, P. G. LaPointe, P. Mercier, M. Overduin, H. Bischof, S. Burgstaller, R. Malli, K. Ballanyi, J. Shuai, T. Simmen, The ER chaperone calnexin controls mitochondrial positioning and respiration. Sci. Signal. 13, eaax6660 (2020)