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2014 Fiscal Year Annual Research Report

カルシウムポンプにおける静電相互作用の役割と環境による影響の解析

Research Project

Project/Area Number 24570147
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

山崎 和生  旭川医科大学, 医学部, 講師 (60241428)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
KeywordsCa2+-ATPase / 酵素反応 / 生体エネルギー転換 / 静電的相互作用 / Nanodisc / リン脂質 / タンパク-脂質相互作用
Outline of Annual Research Achievements

本年度実施した研究により次の結果が得られた。
1)SRVより抽出したCa2+-ATPaseを、アルキル鎖が同じでヘッドグループだけが異なるリン脂質(フォスファチジルコリン(POPC)、フォスファチジルエタノールアミン(POPE)、及びファスファチジルグリセロール(POPG))を含むナノディスクに組み込んだ標品を作成した。作成において脂質の差により条件を変える必要であったが、いずれもゲル濾過カラムにおいてシングルのピークを持つ標品を得ることが出来た。またいずれの標品もCa2+-ATPase活性を保持していることが確認でき以降の解析に用いることが可能であった。
2)この標品を用いてE1P-E2P転換速度を測定したところ、POPCに組み込んだ標品はSRV中と比較して80%程度の速度であったのに対し、POPG及びPOPGではそれぞれSRV中の30%及び20%と大きく抑えられていた。次に活量と反応速度の関係を見ると、POPEはPOPCと比べて大きく速度が低下しているが、静電的相互作用はE1P転換ステップに対し促進効果を持ちその程度はPCとPEほぼ同等であること、活性の違いは静電相互作用以外の効果によることが明らかとなった。またPOPGでは静電的相互作用はE1P転換速度に関して中立的であり、静電的相互作用以外の効果はPC及びPEと比較して促進的に働くことが明らかになった。
3)PCとPEを1:1で混合したNanodiscにCa2+-ATPaseを組み込んだ場合、静電的相互作用は減弱され、非静電的相互作用はPCのみのNanodiscのときと等しいという結果が出た。これは、脂質ヘッドグループの電荷が混合により複雑に変化する可能性を示しており、脂質に埋め込まれは膜タンパクの機能を探るうえで、非常に興味深い知見である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Second transmembrane helix (M2) and long range coupling in Ca2+-ATPase.2014

    • Author(s)
      Daiho T, Yamasaki K, Danko S, and Suzuki H.
    • Journal Title

      Journal od Biological Chemistry

      Volume: 289 Pages: 31241-31252

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.584086

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 筋小胞体カルシウムポンプEP転換とカルシウム放出の共役機構におけるTyr122-hydrophobic clusterの役割2014

    • Author(s)
      山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
    • Organizer
      第40回生体エネルギー研究会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [Presentation] 筋小胞体Ca2+-ATPaseの第2膜貫通へリックス(M2)とロングレンジ共役2014

    • Author(s)
      大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
    • Organizer
      第40回生体エネルギー研究会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [Presentation] 1分子蛍光観察によるCa2+-ATPaseの数と立体構造変化検出の試み2014

    • Author(s)
      小島知樹、戸田啓太、山崎和生、Danko, Stefania、小山洋幸、横田龍一、中山莉奈子、大保貴嗣、鈴木裕、政池知子
    • Organizer
      第40回生体エネルギー研究会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [Presentation] ナノディスクに組み込んだ筋小胞体Ca2+-ATPaseの活性に対する脂質ヘッドグループの影響の解析2014

    • Author(s)
      山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
    • Organizer
      第87回日本生化学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [Presentation] 筋小胞体Ca2+ポンプのM2へリックス:膜貫通部分と細胞質部分の連結領域の役割2014

    • Author(s)
      大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
    • Organizer
      第87回日本生化学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [Presentation] Second Transmembrane Helix (M2) and Long-range Coupling in Ca2+-ATPase2014

    • Author(s)
      Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
    • Organizer
      第52回日本生物理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [Presentation] A New Method for Ca2+-binding Measurement Applicable to a Small Quantity of Ca2+-ATPase: Transient E2P with Bound Ca2+ and Role of Leu119 on M2 in Ca2+-affinity Reduction and Ca2+ Release.2014

    • Author(s)
      Yamasaki K., Danko S., Daiho T. and Suzuki H.
    • Organizer
      14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
    • Place of Presentation
      Conference Center "De Werelt", Netherlands
    • Year and Date
      2014-08-30 – 2014-09-04
  • [Presentation] Long-range Coupling between Catalytic and Transport Sites via Second Transmembrane Helix (M2) in E2P Hydrolysis and E2-E1 Transition of Ca2+-ATPase2014

    • Author(s)
      Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
    • Organizer
      14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
    • Place of Presentation
      Conference Center "De Werelt", Netherlands
    • Year and Date
      2014-08-30 – 2014-09-04

URL: 

Published: 2016-06-01  

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