2003 Fiscal Year Annual Research Report
細胞の塩環境適応と膜イオン輸送蛋白質の機能制御の分子的基盤
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15370054
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
金澤 浩 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50116448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 徳弘 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90324748)
井上 弘樹 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10294448)
福山 恵一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80032283)
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| Keywords | Na^+恒常性 / Na^+ / H^+交換輸送担体 / 能動輸送 / 膜蛋白質 / 生物学的統一性 / イオン輸送蛋白 / 機能促進因子 / 分子遺伝学的アプローチ |
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| Research Abstract |
(1)細菌において最も重要なアンチポーターNhaAのイオン輸送・pHセンサー機構の解明
研究開始前に明らかにしていた大腸菌のNhaAに加えて、ピロリ菌NhaAのイオン輸送および輸送のpH依存の制御に必至な膜内在性部分を遺伝学的解析を中心に、また大腸菌とのキメラ体の作成により究明した。その結果、4つの膜貫通ドメイン(TM4,5,10,11)にイオン輸送に必至な残基が集中しイオン透過経路を形成し、アルカリ条件下の活性化調節には第7ループとTM8の残基が関与することを明らかにした。イオン輸送に必至なAsp残基を含むTM4についてすべての残基をCysに置換しNEMの結合能を指標にAsp近傍の膜内のチャネル構造の一部を明らにできた。また、ピロリ菌NhaAの大量精製にも成功し、その生化学的性質を検討し、結晶化の予備実験を行っている。NhaAのイオン輸送経路の詳細な知見は、酵母、ほ乳類のアンチポーターのイオン輸送の機構を解明する上で大きな手がかりになると信ずる。
(2)酵母の細胞膜アンチポーターNha1イオン輸送と制御の機構
数種の酵母のNha1をクローン化し構造を決定した。その結果、一次構造は異なるにも関わらず、細胞内ドメインに加えて長大な細胞質ドメインをいずれも有しており、この点でほ乳類のものと良く似た構造を持つことが明らかになった。細胞質ドメインは種間での相同性が低いが一部に6カ所の保存された領域(C1-C6)があることを明らかにした。細胞膜に近接したC2部分に結合しイオン輸送を正に制御する新規膜蛋白COS3が存在することを明らかにした。C1,C2はほ乳類のアンチポーターとは構造的類似性がない。ほ乳類アンチポーターNHEでも、分子内位置として酵母のC,C2に相当する部分にCHP(カルシニューリンホモロガス蛋白)が結合することを見いだしており、CHPとCOS3の機能的類似性に注目している
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[Publications] Hiroki Inoue, Yutaka Nakamura, Mana Nagita, Tomoyo Takai, Miho Masuda, Norihiro Nakamura, Hiroshi Kanazawa: "Calcineurin homologous protein isoform 2(CHP2), Na^+/H^+ exchangers-binding protein, is expressed in intestinal epithelium"Biol.Pharm.Bull.. 26. 148-155 (2003)
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[Publications] Yumi Tsuboi, Hiroki Inoue, Norihiro Nakamuara, Hiroshi Kanazawa: "Identification of membrane domains of Na^+/H^+ antiporter (NhaA) from Helicobacter pylori required for ion transport and pH sensing"J.Biol.Chem. 278. 21467-21473 (2003)
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[Publications] Hiroshi Kuwahara, Junichi Kamei, Norihiro Nakamura, Miho Matsumoto, Hiroki Inoue, Hiroshi Kanazawa: "The apoptosis-inducing protein kinase DRAK2 is inhibited in a calcium-dependent manner by the calcium-binding protein CHP"J.Biochem. 134. 245-250 (2003)
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[Publications] Keiji Mitsui, Fumihiro Ochi, Norihiro Nakamura, Yoshihide Doi, Hiroki Inoue, Hiroshi Kanazawa: "A novel membrane protein enhances salinity-resistant cell growth of Saccharomyces cerevisiae by binding to the Na^+/H^+ antiporter"J.Biol.Chem. (In press). (2004)
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[Publications] Mana Nagita, Hiroki Inoue, Norihiro Nakamura, Hiroshi Kanazawa: "Two nuclear export signals specify the cytoplasmic localization of calcineurin B homologous protein 1"J.Biochein. (In press). (2004)
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[Publications] Masafumi Matsushita, Shingo Tanaka, Norihiro Nakamura, Hiroki Inoue, Hiroshi Kanazawa: "A novel kinesin-like protein, KIF1Bb3, is involved in the movement of lysosomes to the cell periphery in non-neuronal cells"Traffic. (In press). (2004)
