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2011 Fiscal Year Annual Research Report

一分子観察によるプロトンポンプ・V-ATPaseの酸性環境制御機構の解析

Research Project

Project/Area Number 21590068
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

中西 真弓  岩手医科大学, 薬学部, 准教授 (20270506)

Keywordsプロトンポンプ / 酸性環境 / 一分子観察 / 骨代謝 / 分泌
Research Abstract

本研究は、骨吸収におけるプロトンポンプV-ATPaseの役割と、酵母V-ATPaseの作動機構に注目し、この酵素の酸性環境形成機構の解明を目指している。
破骨細胞では前駆細胞からの分化に伴いリソソームが形質膜に移動し、骨吸収に必要なプロテアーゼ等を分泌する。我々は、分化に伴い発現が増加するa3イソフォームを持つV-ATPaseがリソソームに局在することを見出している。一方、a3遺伝子を欠損したマウスの前駆細胞は、野生型同様に破骨細胞に分化するが、骨吸収活性が低い。今回我々は、a3に特異的な抗体を用いた免疫染色法により、a3遺伝子欠損マウスの破骨細胞では、リソソームが形質膜へ移動しないことを明らかにした。すなわち、a3イソフォームは、リソソームの形質膜への移動に必須である。a3遺伝子欠損マウスでは、リソソームが形質膜へ輸送されず、リソソームの持つプロテアーゼの分泌や細胞外の酸性化が起きないことにより、骨吸収活性が低下したと考えられる。
また我々は、酵母のEサブユニットをマウスのサブユニットに置換したキメラV-ATPaseの解析により、グルコースによるVoV1_の会合にこのサブユニットが関与することを示している。23年度は、Eサブユニットに変異を導入し、会合状態の調節に重要なアミノ酸を同定した。V-ATPaseのプロトン輸送は、サブユニット間の相対的な回転を介して、ATPの加水分解と共役している。会合状態の変化が回転に及ぼす影響を酵素-分子の観察で検討するために、キメラV-ATPaseの一分子観察系の確立に取り組んでいる。
このように、細胞レベルと酵素-分子のレベル、双方からの解析たより、V-ATPaseによる酸性環境の形成機構を解明できると考えている。

  • Research Products

    (3 results)

All 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Proton pumping ATPase Rotational Catalysis ; from F-ATPase toward Mammalian V-ATPase. In press2012

    • Author(s)
      Masamitsu Futai, Mayumi Nakanishi-Matsui, et al
    • Journal Title

      Biochim, Biophys.Acta

      Volume: (in press)

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2012.03.015

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 破骨細胞が有する新規なイソフォーム構成のV-ATPase2012

    • Author(s)
      松元奈緒美, 中西(松井)真弓, 二井將光
    • Organizer
      日本薬学会第132年会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      20120000
  • [Book] Testis : Anatomy, Physiology and Pathology. Roles and Regulatory Mechanism of Proton Pumping V-ATPase in Spermatozoa and Epididymis Physiology. In press2012

    • Author(s)
      Mayumi Nakanishi-Matsui, Masamitsu Futai, et al
    • Publisher
      Nova Science Publishers(in press)

URL: 

Published: 2013-06-26  

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