2001 Fiscal Year Annual Research Report

大腸菌を用いた真核生物のイオン輸送系膜蛋白質の解析

Research Project

Project/Area Number	13206032
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	魚住信之名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (40223515)
Keywords	トポロジー / 膜貫通 / イオン透過孔 / 大腸菌発現系 / 糖鎖 / AtKUP1 / AtHKT1 / Ktr
Research Abstract	(1)AtKUP1(KUP系)のトポロジーを大腸菌発現系を用いて決定したところ、意外にも4回膜貫通構造であった。(疎水領域は13カ所存在する)。次にこの結果の真偽を検証し、大腸菌の発現系の有効性を評価するために、検証の必要な箇所をイヌの膜小胞や動物細胞HEK293を宿主とする発現系を用いた糖鎖修飾実験を行い大腸菌の結果と比較した。その結果、大腸菌発現系と異なる結果が得られた貫通領域が見つかった。 (2)HKT系(AtHKT1)のトポロジーから推定されるイオン透過孔に存在する特徴的なアミノ酸を置換し、Na^+とK^+の選択部位を決定したところ、AtHKT1のSer68とMet69がGly-Leuに変換されることにより、K^+透過選択性に変わることが明らかとなった。Na^+とK^+の選択部位の決定は本輸送系の本質的でアイデアルばかりではなく、あらゆるK^+の輸送系に必須のイオン選択孔の構造の一般化に重要な知見となる。 (3)Synechocystis sp. PCC6803のKtr系を大腸菌に発現させて解析したところ、KtrABCの3つのサブユニットでK^+の輸送を行うことを明らかにした。またNa^+によって輸送活性が大きくなることを示した。 (4)K^+チャネル(KAT1)の親水性膜貫通領域はpost-translationalに小胞体膜に挿入されることを示し、以前の大腸菌で得られた結果と一致した。親水性膜貫通領域は隣の親水性膜貫通領域と相互作用をして生体膜に移行することがあることを見出した。 (5)植物にも存在する細菌Na^+/H^+antiporterの膜貫通領域に存在するAspはH^+の透過には関与するがNa^+の透過には関与しないことを示した。

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] Sato et al.: "Integration of Shaker-type K^+ channel, KAT1 into the endoplasmic reticulum membrane : Synergistic insertion of voltage sensing segments, S3-S4 and independent insertion of pore-forming segments, S5-P-S6"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 60-65 (2002)
[Publications] Kato et al.: "Evidence in support of four transmembrane-pore-transmembrane topology model for the Arabidopsis thaliana Na^+/K^+ translocating AtHKT1 protein, a member of the superfamily of K^+ transporters"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 98. 6488-6493 (2001)
[Publications] Nakamura et al.: "Residue aspartate-147 from the third transmembrane region of Na^+/H^+ antiporter NhaB of Vibrio aliginolyticus plays a role in its activity"J.Bacteriol. 183. 5762-5757 (2001)
[Publications] Uozumi N.: "Escherichia coli as an expression system for K^+ transport systems from plants"Am.J.Physiol.. 281. C733-C739 (2001)
[Publications] 魚住信之: "化学と生物"植物のK^+チャネル・K^+トランスポーターはどこまでわかったか. 5 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

大腸菌を用いた真核生物のイオン輸送系膜蛋白質の解析

Principal Investigator

魚住 信之 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (40223515)

Research Products

[Publications] Sato et al.: "Integration of Shaker-type K^+ channel, KAT1 into the endoplasmic reticulum membrane : Synergistic insertion of voltage sensing segments, S3-S4 and independent insertion of pore-forming segments, S5-P-S6"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 60-65 (2002)

[Publications] Kato et al.: "Evidence in support of four transmembrane-pore-transmembrane topology model for the Arabidopsis thaliana Na^+/K^+ translocating AtHKT1 protein, a member of the superfamily of K^+ transporters"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 98. 6488-6493 (2001)

[Publications] Nakamura et al.: "Residue aspartate-147 from the third transmembrane region of Na^+/H^+ antiporter NhaB of Vibrio aliginolyticus plays a role in its activity"J.Bacteriol. 183. 5762-5757 (2001)

[Publications] Uozumi N.: "Escherichia coli as an expression system for K^+ transport systems from plants"Am.J.Physiol.. 281. C733-C739 (2001)

[Publications] 魚住 信之: "化学と生物"植物のK^+チャネル・K^+トランスポーターはどこまでわかったか. 5 (2001)

魚住信之名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (40223515)

[Publications] 魚住信之: "化学と生物"植物のK^+チャネル・K^+トランスポーターはどこまでわかったか. 5 (2001)