2002 Fiscal Year Annual Research Report

Na^+・K^+トランスポーターの原核生物と植物における生理的機能と塩感受性

Research Project

Project/Area Number	13660088
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	塩 / イオン輸送系 / シロイヌナズナ / HKT1 / トランスポーター / チャネル / K^+ / Na^+
Research Abstract	AtHKT1イオン選択残基:Na^+とK^+のイオン選択性に関与する部位を前年度に2アミノ酸に限定した。この2アミノ酸に部位特異的変異を導入して、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いた電気生理学的測定と酵母変異株を行いてイオン透過性を検討した。この結果、4つのイオン選択孔に存在するイオン選択性に重要な影響を与える残基が4カ所ともにGlyの時(小麦HKT1等の場合)は、K^+を輸送しSerの場合(AtHKT1等の場合)はK^+輸送活性がないことが分かった。このことは、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターとK^+チャネルの構造の類似性を示しており、Ktr/Trk/HKT系トランスポーターが単独MPM-K^+チャネルから進化して形成されたことを強く示している。 Na^+輸送と塩感受性:AtHKT1プロモーター下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を連結して発現させたArabidopsisの解析において、維管束系におけるAtHKT1の発現が観測された。さらに、AtHKT1ノックアウト株においてNa^+を添加した場合に、植物体の地上部の成長が抑制された。このことは、AtHKT1は地上部の師管細胞に発現し、師管にNa^+を積み下ろす役割をもつことを示している。藍藻のHKTホモログ:藍藻(Synechocystis PCC6803)のHKT系輸送体のK^+取り込み活性が測定され、さらにNa^+によってK^+輸送活性が活性化されることがK^+取り込み系欠損およびNa^+感受性の大腸菌変異株を用いた発現系で解析したところ分かった。膜依存性イオンチャネルの膜への組み込み機構:植物から動物に存在する膜電位依存性イオンチャネルの膜電位センサーを担う構造の形成を解析した。2つの膜貫通領域が同時に挿入される様式であることが分かった。これはまだ知られていない新規の挿入機構である。

Research Products

(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] Sato, Y., et al.: "Molecular dissection of the contribution of nagatively and positively charged residues in S2, S3, and S4 to the final membrane topology of the voltage sensor in the K^+ channel, KAT1"J.Biol.Chem.. (In Press). (2003)
[Publications] Sato, Y., et al.: "Requirement of negative residues, Asp 95 and Asp 105, in S2 on channel function and membrane integration of voltage-dependent K^+ channel, KAT1"Biosci.Biotech.Biochem.. (In Press). (2003)
[Publications] Master, P., et al.: "Altered shoot/root Na^+ distribution and bifurcating salt sensitivity in Arabidopsis by genetic disruption of the Na^+ transporter AtHKT1"FEBS Letters. 531. 157-161 (2002)
[Publications] Imai, K., et al.: "Membrane-bound heparin binding proteins from HL-60 cells purified in a 2-step affinity chromatography differentially eluted with divalent cations"J.Chromatography B. 779. 331-339 (2002)
[Publications] Maser, P., et al.: "Glycine residues in potassium channel-like selectivity filters determine potassium selectivity in four-loop-per-subunit HKT transporters from plants"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 6428-6433 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

Na^+・K^+トランスポーターの原核生物と植物における生理的機能と塩感受性

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, Y., et al.: "Molecular dissection of the contribution of nagatively and positively charged residues in S2, S3, and S4 to the final membrane topology of the voltage sensor in the K^+ channel, KAT1"J.Biol.Chem.. (In Press). (2003)

[Publications] Sato, Y., et al.: "Requirement of negative residues, Asp 95 and Asp 105, in S2 on channel function and membrane integration of voltage-dependent K^+ channel, KAT1"Biosci.Biotech.Biochem.. (In Press). (2003)

[Publications] Master, P., et al.: "Altered shoot/root Na^+ distribution and bifurcating salt sensitivity in Arabidopsis by genetic disruption of the Na^+ transporter AtHKT1"FEBS Letters. 531. 157-161 (2002)

[Publications] Imai, K., et al.: "Membrane-bound heparin binding proteins from HL-60 cells purified in a 2-step affinity chromatography differentially eluted with divalent cations"J.Chromatography B. 779. 331-339 (2002)

[Publications] Maser, P., et al.: "Glycine residues in potassium channel-like selectivity filters determine potassium selectivity in four-loop-per-subunit HKT transporters from plants"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 6428-6433 (2002)

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)