P型イオン輸送性ATP分解酵素beta鎖分子族の機能

• 研究課題/領域番号: 05259226
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 川村 越 産業医科大学, 医学部, 教授 (00049066)
• 研究分担者: 竹田 和夫 産業医科大学, 医学部, 講師 (70131927) ; 大野 宏毅 産業医科大学, 医学部, 教授 (30049085)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1993年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: (Na^+,K^+)ATPase / (H^+,K^+)ATPase / beta-サブユニット / キメラ分子 / ジスルフィド結合 / 卵母細胞 / 遺伝子操作

研究概要

シビレエイ(Na,K)ATPasebeta鎖とブタ胃壁細胞(H,K)ATPasebeta鎖間で、2郡のキメラ体cDNAを構築し、それらをアフリカツメガエル卵母細胞中で発現させキメラbeta-鎖の特性を調べた。
第I郡のキメラ体は、beta鎖のN末端側に1本存在する膜貫通領域に新たに導入したSnaBIサイトで互いに入れ換えたキメラ体(NsH,HsN)である。両キメラbeta鎖共、(Na,K)ATPasealpha鎖と安定な会合体を形成し、形成した会合体には、ATP分解活性が、野生型beta鎖との会合体と同程度存在した。このことは、beta鎖の細胞質側に存在するN末端側から膜貫通領域に至る部分は、(Na,K)ATPaseと(H,K)ATPaseで交換可能であり、両beta鎖いずれの特異領域ではないことを意味している。
第II郡のキメラ体は、beta鎖の細胞外領域に存在する(-S-S-)結合により生じるループを互いに変換したキメラ体である。ループは3個存在するが、今回はシビレエイ(NaK)ATPasebeta鎖の最もN末端寄りのループ(ループ-1)を(N,K)ATPasebeta鎖のループ-1で置換したキメラ体は〔T_<beta>(L_1P_<HKbeta>)〕を構築した。対照としてラット(Na,K)ATPasebeta鎖のループ-1で置換したキメラ体〔T_<beta>(L_1R_<beta1>)〕を用いた。両キメラ体とも卵母細胞中で(Na,K)ATPasebeta鎖と安定な会合体を形成したが、T_<beta>(L_1P_<HKbeta>)とalpha-鎖との会合体にはATP分解活性が検出できなかった。ループ-1領域は両beta鎖間で相同性も低く、両beta鎖の特異的領域の1つであると推定した。

研究成果

• [文献書誌] M.Kawamura: "Site-directed Mutagenesis in Na^+/K^+-ATPase" Biol.Chem.Hoppe-Seyler. 374. 546 (1993)
• [文献書誌] S.Ueno: "Construction and Expression of Chimeric cDNAs of Na^+/K^+-and H^+/K^+-ATPase beta-subunit" Biol.Chem.Hoppe-Seyler. 374. 567-568 (1993)
• [文献書誌] Larisa A.Vasilets: "Voltage-dependent inhibition of the sodium pump by external sodium:Species differences and possible role of the N-terminus of the alpha-subunit" Eur.Biophys.J.21. 433-443 (1993)
• [文献書誌] H.Kawano: "Phenytoin,an antiepileptic drug,competitively blocked non-NMDA receptors produced by Xenopus oocyte" Neuroscience Letters. 166. 183-186 (1994)
• [文献書誌] S.Noguchi: "The functional roles of disulfidebonds in the beta-subunit of (Na,K)ATPase as studied by site-directed mutagenesis" FEBS Letters. (in press).