ミトコンドリアの鉄硫黄（Fe-S）組み立て成分は、ミトコンドリア内での鉄硫黄クラスターの合成と組み込みに関与するタンパク質や因子を指します。鉄硫黄クラスターは、呼吸鎖での電子伝達、DNA修復、細胞代謝の調節など、さまざまな生物学的プロセスで重要な役割を果たしています。
ミトコンドリアのFe-Sクラスター組み立てのプロセスは複雑で、いくつかの専用の成分が関与しています。いくつかの主要な成分には以下が含まれます。
鉄硫黄クラスター骨格タンパク質： これらのタンパク質はFe-Sクラスターの組み立てに構造的なプラットフォームを提供します。ISCU（鉄硫黄クラスター組み立て酵素）やISCS（鉄硫黄クラスター組み立て酵素、システインデスルフラーゼ）などがあります。
フラタキシン（FXN）： フラタキシンはFe-Sクラスター組み立ての初期段階に関与し、クラスター形成のための鉄の動員を容易にします。FXN遺伝子の変異は、神経変性疾患であるフリードライヒ失調症と関連しています。
シャペロンタンパク質： HSPA9（ヒートショック70kDaタンパク質9）やHSC20（ヒートショック70kDaタンパク質20）などのタンパク質が、Fe-Sクラスターの転送と安定化を支援するシャペロンとして機能します。
鉄輸送体： ミトフェリン（MFRN1およびMFRN2）は鉄をミトコンドリアに輸送し、Fe-Sクラスター合成のための必須な原料を提供します。
ISC（Iron-Sulfur Cluster）アセンブリコンプレックス： この複合体には、Fe-Sクラスターの組み立てと目標タンパク質への挿入を調整するために協力するいくつかのタンパク質が含まれます。構成要素にはNFS1（システインデスルフラーゼ）、ISD11（鉄硫黄クラスター組み立て酵素ISD11）などがあります。
CIA（細胞質鉄硫黄クラスターアセンブリ）マシナリー： 主に細胞質Fe-Sクラスターの組み立てと関連していますが、このマシナリーはミトコンドリアのFe-Sクラスター生合成にも影響を与える可能性があります。構成要素にはCIAO1（細胞質鉄硫黄クラスターアセンブリコンポーネント1）やMMS19が含まれます。
GRX5（グルタレドキシン5）： 組み立てられたFe-Sクラスターを目標タンパク質に転送するために関与します。
これらの成分は、鉄と硫黄の動員、クラスターの組み立て、最終的には目標タンパク質への挿入といった一連のステップで協力しています。このプロセスの中断はミトコンドリアの機能不全を引き起こし、神経変性疾患や代謝疾患などさまざまな人間の疾患と関連しています。これらの成分を理解することは、ミトコンドリアのFe-Sクラスター生合成の分子メカニズムを解明する上で重要です。
Mitochondrial iron-sulfur assembly componentsに属する遺伝子
BOLA3
FDXR
FXN
GLRX5
IBA57
ISCA1
ISCA2
ISCU
LYRM4
NFS1
NFU1
NUBPL
この記事の筆者：仲田洋美（医師）
