2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration into the effects of lipid envionment on the functions of sarcoplasmic reticulum calcium pump
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15K06988
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
山崎 和生 旭川医科大学, 医学部, 講師 (60241428)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体エネルギー変換 / カルシウムポンプ / タンパク質-脂質連関 / ナノディスク / 膜タンパク質 / 静電的相互作用 / リン脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、脂質-タンパク質間相互作用の酵素活性に及ぼす影響及びその作用機序について明らかにするため、筋小胞体カルシウムポンプ（SR Ca2+-ATPase)をナノディスクに埋め込んだ標品を用いた解析を進めてきた。前年度までにCa2+-ATPaseを活性を保ったまま、様々な脂質組成を持つナノディスクに組み込む方法を確立させ、脂質ヘッドグループの電荷がCa2+-ATPaseに直接影響を及ぼすと同時に、膜全体の表面電荷の変化が膜タンパクの機能に影響を及ぼす可能性を見出した。前年度までは、生体膜中に比較的多く存在するリン脂質（PC、PE、PG、PS）による効果を見てきたが、本年度では、より大きく膜の特性を変えるために、ヘッドグループを持たないフォスファチジン酸（PA)、正電荷を持つエチルフォスファチジルコリン（ePC）を含むナノディスクにCa2+-ATPaseを組み込んだ標品の作成を試みた。その結果これらの脂質単独ではナノディスクが形成されず、Ca2+-ATPaseを組み込むことはできなかったが、それぞれPC（PC/PA)及びPG(PG/ePC）の混合脂質系にCa2+-ATPaseを組み込むことができた。PG/ePCの混合系では、ePCの含量が上がるほど、Ca2+-ATPaseの部分反応のリン酸化中間体転換ステップで、反応を促進する静電的相互作用が増大した。これはPG/PC混合系でも見られるが、PG/ePC混合系の方が電荷の変化量に対してより大きな変化が観測された。これは局所的な電場の違いが、酵素活性に対する影響の違いを生み出していることを示唆している。また、PG/PA混合系では、それまで一相性であったリン酸化中間体の転換ステップが複雑に変化し、非常に早く分解するリン酸化中間体と、以上に分解の遅いリン酸化中間体に分かれることが示された。
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Research Products
(10 results)
