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膜電圧依存性K+チャネルの構造と機能

Research Project

Project/Area Number 04F04660
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionNagoya University
Host Researcher 魚住 信之  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授
Foreign Research Fellow ZHANG Liyan  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
KeywordsShaker / 塩橋 / 膜挿入 / 膜配向性 / KAT1 / チャネル / 膜電位センサー / 電荷 / 糖鎖修飾 / 膜電位 / イオン選択孔
Research Abstract

Shaker型膜電位依存性イオンチャネルの膜への組込みについて、無細胞翻訳系・膜挿入系を用いて検討した。S1-S6までのうち、これまでの結果からS1-S4までで膜貫通構造をとることができることが分かっていることから、最小単位となるS1-S4までの蛋白質で膜への挿入実験を行なった。膜電位センサーとして機能するS2,S3,S4には電荷アミノ酸が存在しており、それらのアミノ酸を置換した変異蛋白質を作成した。S2の負電荷アミノ酸は、S3とS4の生体膜の挿入に必要なアミノ酸であり、これらのアミノ酸が塩橋を形成して膜に組み込まれることが推定された。S4に存在している陽電荷アミノ酸をGlnなどのような中性アミノ酸に置換すると膜への挿入が小さくなる置換蛋白質があった。さらに、S2,S3の負電荷を正電荷に置換し、同時にS4の正電荷を負電荷に置換した変異蛋白質において膜への取り込み機構を調べたところ、2箇所の特異的な塩橋形成を見いだした。これは、植物Kチャネルの膜への挿入機構の実験の結果では、見いだせなかった相互作用である。また、Shakerチャネルと植物のK^+チャネル(KAT1)とのアミノ酸の相同性は比較的低く、疎水度も異なる。この性質の相違と膜への挿入を検討したところ、KAT1のS3S4は疎水度が低く相互作用の結果膜への挿入が起こるが、ShakerのS3S4はKAT1のそれよりも疎水度が高く相互作用が弱いことが推定された。この結果、ShakerとKAT1を比較して膜電位センサー以外の膜貫通領域の挿入機構は多少の相違があることが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2006 2005

All Journal Article (4 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Ktr-mediated potassium transport, a major pathway for potassium uptake, is coupled to a proton gradient across the membrane in the Synechocystis sp.PCC68032006

    • Author(s)
      Matsuda et al.
    • Journal Title

      Biosci.Biotech.Biochem. 70

      Pages: 273-275

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Further application of a two-step heparin affinity chromatography method using divalent cations as eluents : Purification and identification of membrane-bound heparin binding proteins from the mitochondrial fraction of HL-60 cells.2005

    • Author(s)
      Iida et al.
    • Journal Title

      J.Chromatography B 823

      Pages: 209-212

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhanced salt tolerance mediated by AtHKT1 transporter-induced Na^+ unloading from xylem vessels to xylem parenchyma cells2005

    • Author(s)
      Sunarpi et al.
    • Journal Title

      Plant J 44

      Pages: 928-938

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] All four putative selectivity filter glycine residues in KtrB are essential for high affinity and selective K^+ uptake by the KtrAB system from Vibrio alginolyticus.2005

    • Author(s)
      Tholema et al.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 280

      Pages: 41146-41154

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] チャネルタンパク質の膜への組込み様式(イオンチャネル・受容体の構造機能連関研究の新たな潮流 久保義弘監修)細胞工学2006

    • Author(s)
      魚住信之
    • Total Pages
      264-268
    • Publisher
      秀潤社
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] 膜電位依存性Kチャネル(イオンチャネル 最前線update 倉智嘉久監修)別冊・医学のあゆみ2005

    • Author(s)
      魚住信之
    • Total Pages
      76-81
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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