| 研究課題/領域番号 |
02454543
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
代謝生物化学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
安楽 泰宏 東京大学, 理学部, 教授 (20012643)
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| 研究分担者 |
茂木 立志 東京大学, 理学部, 助手 (90219965)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1991年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1990年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
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| キーワード | 能動輸送 / プロリン / Na^+等方共役輸送 / プロリン輸送蛋白 / グルタミン酸輸送蛋白 / Na^+の電気化学的ポテンシァル差 / Na^+の電気化学的ポテンシャル差 / 輸送蛋白 / 大腸菌 / アミノ酸 / 共役イオン / 分子遺伝学 / 変異体 |
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| 研究概要 |
研究代表者は、大腸菌のプロリンおよびグルタミン酸輸送が二次性能動輸送機構によって駆動されることを解明し、それぞれの反応がプロリン輸送蛋白(putP)およびグルタミン酸輸送蛋白(gltSおよびgltP)によって触媒されることを検証してきた。本研究は上記の輸送蛋白の反応機構を確定すること、および、反応中心の分子構築を解明することを目的とし、以下に述べる成果を得た。1)プロリン/Na^+ーシンポ-ト機構:Δμ_<Na>+に依存し、pHによって調節されるプロリン輸送反応を詳細に解析し、プロリンとNa^+の等方共役輸送に関する速度諭モデルを提案し、検証した。2)プロリン輸送蛋白の反応中心の分子構築:等方共役輸送過程に変異を生じた変異輸送蛋白の変異部位の決定、ならびに、NEM感受性Cys残基をSerに置換した変異輸送蛋白の反応特性を解析し、反応中心の分子構築をおおむね以下のように推定した。(i)Cysー281(ヘリックスVII)およびCysー344(ヘリックスVIII)はプロリン/Na^+の結合に関与している。(ii)Glyー22およびCysー141(それぞれヘリックスIおよびIVに存在)、Argー257(ル-プVI〜VIIに存在)はNa^+の結合/共役輸送に関与している。(iii)gltSの塩基配列の決定とputPの相同性検索の結果、基質/Na^+ーシンポ-タ-におけるNa^+ー結合モチ-フの存在が示唆された。このモチ-フはGlyー328(ヘリックスIX)、Alaー366(ヘリックスVIII〜IX)、Leuー371、Glyー375、Argー376(ヘリックスIX)より構成され、Cysー344をとりまくクラスタ-を形成している。このことは、上記5本の膜貫通ヘリックスが特異的なヘリックス相互作用を介して、活性中心の空間構造を構築していることを示唆する。3)基質/Na^+ーシンポ-タ-の生理機能と普遍的分布:上記の新知見および従来の諸研究の成果を取りまとめ、標記に関する総説を書き下ろし、出版した。
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