2005 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内イオン環境制御とイオン輸送膜蛋白質の機能・制御の分子的基盤
| Project/Area Number |
17370046
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
金澤 浩 大阪大学, 理学研究科, 教授 (50116448)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 恵一 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80032283)
三井 慶治 大阪大学, 理学研究科, 助手 (60379279)
松下 昌史 大阪大学, 理学研究科, 助手 (50403100)
|
|---|
| Keywords | 細胞内イオン環境 / 膜イオン輸送機構 / 膜輸送の分子機構 / 蛋白質の機能解析 / 細胞内の蛋白質局在化 / 生体エネルギー共役 / 蛋白質工学 / 分子遺伝学 |
|---|
| Research Abstract |
本研究の目的は、次の5点である。(1)Na^+とH^+は、NHE分子の中をどのように通過するのか?(2)エネルギー源となるH^+またはNa^+のイオンの流れは、どのように基質イオンのNHE分子内の一方向への移動を引き起こすのか?(3)輸送に伴い輸送蛋白質は膜の内または外に対して交互に開閉するのではないかと推定される。この機構は存在するのか?また存在するとして、作動機構はどのようなものか?(4)NHEの一次構造の多様性から生物それぞれに特有な多様なイオン輸送の制御の機構が想定されているがその全貌はどのようなものか?(5)NHEはどのようにして、細胞膜や細胞内膜の特定の部位に局在するのか?今年度の研究成果は、それぞれの目的に対して次のようである。(1)Na^+とH^+の結合部位を形成するアミノ酸残基をピロリ菌のNhaA('NHE)について決定し、膜内における親水性環境を推定し、イオン透過路について新知見を得た。(2)この点に関しては、明らかな証拠を今年中には得られなかった。しかし、イオン結合部位を形成するアスパラギン酸残基の挙動について新知見を得て、交換輸送の機構を議論できるようになった。(3)交換輸送に伴い推定される構造変化を捉えるためにFRET法を用いる実験系を確立した。その結果、Liイオンの結合にともなう構造変化を観測できた。(4)細菌、酵母、ヒトのNa^+/H^+交換輸送体の機能発現に必至な構造の解析を通して、酵母、ヒトではNa^+と同程度もしくはより高いK^+に対する親和性を有すことを見出した。細菌のNhaAではK^+に対する親和性は極めて低い。イオン輸送路の分子基盤がどのようにイオン選択性を示すために構成されているのか明らかにすべきものと考えられる。(5)NHEに結合するCHP蛋白質がERから細胞膜に移行する上で必須であることを見出した。以上の成果を4編の論文として発表した。
|
