1997 Fiscal Year Annual Research Report
カチオン輸送性P-型 ATPaseにおけるイオン輸送ドメインの同定
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09257226
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
竹安 邦夫 京都大学, 総合人間学部, 教授 (40135695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 茂夫 京都大学, 総合人間学部, 教授 (40124797)
佐藤 雅彦 京都大学, 総合人間学部, 助手 (20283575)
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| Keywords | イオン輸送 / Na / K-ATPase / Ca-ATPase / キメラたんぱく質 / テトラヒメナ |
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| Research Abstract |
本研究は、イオシポンプのうちサブユニット組成が単鈍なNa^+/K^+-及びCa-ATPaseに着目し、これらイオンポンプ間の“キメラ ATPase"を用いた分子生物学的、電気生理学的手法、及び原子間力顕微鏡(AFM)を用いた形態学的手法使って、機能ドメイン(特にイオン輸送ドメイン)の同定を目指す。本年度は、以下のことがらを明らかにした。(1)Na^+/K^+-ATPaseの膜貫通領域M1-M10を含んだ疎水性領域とCa^<2+>-ATPaseのATP結合部位を含んだ親水性領域とから構成されたキメラ(NCN)は、Na^+/K^+-ATPase活性を示し、^<86>Rbを内向きに輸送し、また、ポンプ電流も発生する。即ち、イオン輸送機能とその特異性は、M1-M4を含んだN-末端領域とM5-M10を含んだC-末端領域によって決定されると考えられる。その他のキメラATPaseの研究から、特に、M3M4とM5M6領域はATPaseのイオン特異性を決定しており、N-末端の細胞質領域およびM9-COOH領域はイオンによる調節部位を含んでいると考えられる。(2)Na^+,K^+-ATPase(NNN)のカルボキシ末端に細胞膜Ca^<2+>-ATPaseのカルモジュリン結合部位(CBD)を付加したキメラ(NNN-CBD)は、βサブユニットの存在如何に関わらず細胞表面に発現し、[^3H]ウワバインを結合する。しかし、このNNN-CBDキメラがNa^+とK^+を輸送するためにはβサブユニットの存在が不可欠である。このキメラのイオン特異性を更に検討したところ、野生型の3Na^+/2K^+交換輸送能に対して、2Na^+/2K^+であってelectrogenicではなかった。Na^+,K^+-ATPaseのC-末端における修飾がNa^+とK^+のStoichiometryを変えること自体興味深いが・我々は既に、この修飾に用いたカルモジユリン結合部位はNa^+,K^+-ATPaseのFSBA-結合領域と相互作用することも示唆した。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] S.H.Yoshimura: "A Modification of the Cytoplasmic Carboxy Terminus of the Ouabain-resistant Na^+,K^+-ATPase Leads to Complete Loss of Electrogenicity." FEBS Lett.,(In Press). (未定).
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[Publications] J.Zhao: "The Ca^<2+>/calmodulin binding of the Ca^<2+>-ATPase limked to the Na^<2+>,K^+-ATPase alters transport stoichiometry" FEBS Lett.,. 408. 271-275 (1997)
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[Publications] T.Ishii: "Carboxy-terminal Regions of the SERCA-and Na^+,K^+-ATPase Control Their K^+-Sensitivity" Biochemistry. 36. 442-451 (1997)
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[Publications] S.Wang: "Prinary Stucture and Evolution of the ATP-binding Domains of Protozoa lon Punps : Evidence for Multiple Isoforms of P-type ATPases in Tetrahymena thermophila." Am.J.Physiol.,. 272. C715-C728 (1997)
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[Publications] A.Billacocg: "1.25-Dihydroxy-vitamin D3 Induces mRNA and cell Surface Expression of the Na,K-ATPase β1-subunit in Avian Myelomonocytic Cells." J.Cell.Physiol.,. 172. 221-229 (1997)
