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膜タンパク複合体の構造形成および機能発現の生物物理化学

Research Project

Project/Area Number 18659007
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

加茂 直樹  Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (10001976)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮内 正二  北海道大学, 大学院・薬学研究院, 准教授 (30202352)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
KeywordsNatronomonas pharaonis / 走光性 / 光レセプター / ハロロドプシン / 光イオンポンプ / 多剤排出ポンプ / EmrE / トランスジューサ / Natronmonas pharaonis / phoborhodopsin / sensory rhodopsin / レチナールタンパク / PRET / イオンポンプ
Research Abstract

1. 高度好塩菌Natronomonas pharaonisには,緑-青から逃げる負の走光性の光レセプターであるファラオニスフォボロドプシン(pharaonis phoborhodopsin, ppRと略す)が存在する.好塩菌の膜中では,トランスジューサいう膜タンパク(pHtrIIと略す)と結合している.ppRとpHtrIIとは水素結合を介して結合し,その水素結合に関与するアミノ酸残基を同定した.一方,高度好塩菌には光Clポンプであるハロロドプシン(NpHR)が存在している.そこで,NpHRの変異体を作製し,pHtrIIと結合できるようにした.その結果,結合体のNpHRはClイオンポンプ能を失うことを発見した.閃光光分解の実験から,イオンポンプを失う機構を考察した.
2. NpHRは,界面活性剤であるn-dodecyl-β-maltosideで可溶化した条件下でも,3量体を形成している.モノマーに解離する変異体の作製に成功した.NpHRでは,N中間体はClが結合した状態であり,0中間体はClが解離した状態であると考えられている.そして,Nと0は平衡にあると考えられている.即ち,この平衡はCl濃度に依存している.Clの解離定数は,単量体と3量体では大きく異なった.また,低塩濃度下における安定性は,3量体のほうが勝っていた.
3. EmrEは大腸菌膜に存在する多剤排出輸送体である.ホモダイマーで存在することが明らかになっている.この輸送体の膜内でのトポロジーには論争があった.すなわち,2量体が平行に存在しているという説と逆平行であるという説である.逆平行で存在していることを証明した.逆平行であることの生理的意義は将来の問題である.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Anti-parallel membrane topology of a homo-dimeric multidrug transporter, EmrE2007

    • Author(s)
      T. Nara, 他5名
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry 142

      Pages: 621-625

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uptake of 3,4-methylenedioxymethamphetamine and its related compounds by a proton-coupled transport system in Caco-2 cells2007

    • Author(s)
      K. Kuwayama, 他8名
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta-Biomembrane 1778

      Pages: 42-50

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anti-parallel membrane topology of two components of EbrAB, a multidrug transporter2007

    • Author(s)
      T. Kikukawa, 他4名
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications 358

      Pages: 1071-1075

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Importance of specific hydrogen bonds of archaeal rho dopsins for the binding to the transducer protein2006

    • Author(s)
      Y.Sudo
    • Journal Title

      J. Mol. Biol. 357

      Pages: 1274-1282

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] All-optical switching in pharaonis phoborhodopsin protein molecules2006

    • Author(s)
      S.Roy
    • Journal Title

      IEEE Trans. on Nanobiosci 5

      Pages: 178-187

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature-dependent interactions between photoactivated pharaonis phoborhodopsin and its transducer2006

    • Author(s)
      K.Kamada
    • Journal Title

      Biochemistry 45

      Pages: 4859-4866

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Separated organized polymerization of an amphilic monoer and acrylamide in one-pot reaction2006

    • Author(s)
      J.Ozawa
    • Journal Title

      Macromolecules 39

      Pages: 7998-8002

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-component baterial multidrug transporter, EbrAB : Mutations making each component solely functional2006

    • Author(s)
      T.Kikukawa
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta 1578

      Pages: 673-679

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Assignment of the hydrogen-out-of plane and -in-plane vibrations of the retinal chromophore in the K intermediate of pharaonis phoborhodopsin2006

    • Author(s)
      Y.Furutani
    • Journal Title

      Biochemistry 45

      Pages: 11836-11843

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Osmotic effects on the photocycle of pharaonis phoborhodopsin2007

    • Author(s)
      菊川 峰志
    • Organizer
      日本生物物理学会 (第45回年会)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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