ナトリウム輸送性V-ATPアーゼ回転モーターの分子構造とサブユニット間相互作用

• Project/Area Number: 19036018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 柿沼 喜己 Ehime University, 農学部, 教授 (80134394)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000); Fiscal Year 2008: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
• Keywords: ATPase / 回転モーター / ナトリウム / イオン / 腸球菌

Research Abstract

腸球菌ナトリウム輸送性V-ATPaseによるイオン輸送は、イオン結合性回転ロータリングリングKとイオンチャネルIとの相互作用により行われる。イオン輸送メカニズムについて、Na+の交換反応の解析を通じて考察した。
精製NtpKリングに結合した^<22>Na^+に対するNa^+による交換反応を調べたところ、交換反応は一相性であり、かつ速度はKexchange=0.06min^<-1>の値を示した。この値は、V_0V_1ATPアーゼのNtpKリングのNa^+結合の交換反応が示す三相性 (Kexchange=>1.7min^<-1> ; Kexchange=0.16min^<-1> ; Kexchange=0.05min^<-1>) の値、V_0V_1ATPアーゼにATPを添加した場合に観察される二相性の値(Kexchange=>4.8min^<-1> ; Kexchange=0.05min^<-1>) と大きく異なっていた。V-ATPアーゼ・F-ATPアーゼ間で共通するイオン輸送メカニズムについては、one channel modelかtwo channel modelかが議論になっており、本酵素V-ATPアーゼのメカニズムとしてNa^+あるいはLi^+が直接外液から回転リングに作用するone channel modelの可能性が推定されていた。この結果は、他のATPアーゼの知見を考え合わせて、回転に伴って逐次イオンが輸送されるtwo channel modelを協力に支持するものである。

Research Products

• [Journal Article] Ion binding and selectivity of the rotor ring of the Na+-transporting V-A Tpase (2008)
  • Author(s): Murata, T. et.al.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 25 Pages: 8607-8612
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interaction and stoichiometry of the peripheral stalk subunits NtpE and N tpF and the N-terminal hydrophilic domain of NtpI of Enterococcus hirae V-ATPase (2008)
  • Author(s): Yamamoto, M. et.al.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 28 Pages: 19422-19431
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] V-ATPaseの新しい機能とその構造からみえてきたメカニズム (2007)
  • Author(s): 村田武士, 山登一郎, 柿沼喜己, 横山謙
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 52 Pages: 335-341
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 腸球菌ナトリウム輸送性V型ATPaseの膜内在性ローターリングのエンジニアリング (2008)
  • Author(s): Kenji Mizutani
  • Organizer: 第46回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-12-04
• [Presentation] 腸内連鎖球菌V型ATPaseの外周ストークのサブユニット構成とその溶液構造 (2008)
  • Author(s): Misako Yamamoto
  • Organizer: 第46回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Presentation] 液胞型イオン輸送性ATPアーゼの分子制御とメカニズム (2007)
  • Author(s): 村田武士, 山登-郎, 柿沼喜己
  • Organizer: 第80回日本生化学会・第30回日本分子生物学会合同年会
  • Place of Presentation: パシフイコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-15