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Ca-ATPaseの電子線・X線結晶解析

研究課題

研究課題/領域番号 11169205
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 近  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70172210)

研究分担者 津田 岳夫  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (10345233)
小川 治夫  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (40292726)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
36,900千円 (直接経費: 36,900千円)
2002年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1999年度: 22,100千円 (直接経費: 22,100千円)
キーワード能動輸送 / 蛋白質結晶 / 膜蛋白質 / イオンポンプ / X線結晶解析 / ATPase / 脂質二重膜 / 電子線結晶解析
研究概要

本研究では、筋小胞体カルシウムATPaseの結晶構造解析により、膜蛋白質の結晶中の脂質二重膜の可視化を主な目標とした。これは、カルシウムATPaseの結晶化にあたって脂質を添加しているために脂質二重膜が形成されていることを利用するものである。脂質二重膜は低分解能領域にしか寄与しないので、普通の結晶解析では棄てている。また、重原子置換体による位相情報は、低分解能領域では信頼性が無い。このために、コントラスト変調法が試みられて来た。また.MAD法(多波調異常分散法)の適用も試みられるべきである。この目的のために、現在最も安定して作成できるカルシウムATPaseの結晶である、Mg/F複合体結晶を用い、庶糖と金グルコースによる密度変調を試みた。この結果,庶糖の方が可変できる範囲は広いものの,格子定数の変化も著しいことがわかった。金グルコースの場合,最大濃度は15%程度であったが,金による異常分散効果を利用できるため,コントラスト変調を用いる必要はない。また、格子定数の変化も無視できる程度であることがわかった。そこで,最大濃度の金グルコースを用いて,SPring-8でMADデータの収集を行った。その結果は現在解析中であるが、統計的には十分な信号が得られた。MADデータから位相を決定することは、重原子位置が離散的でないため無理であるが、蛋白質部分からの位相を改良することは十分可能であろうと考えられる。この部分の方法論はまだ確立していないので、今後の課題としたい。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] C.Toyoshima: "Modeling of the inhibitory interaction of phospholamban with the Ca^<2+>ATPase"Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 100. 467-472 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] C.Toyoshima: "Structural changes in the calcium pump accompanying the dissociation of calcium"Nature. 418. 605-611 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ogawa: "Homology modeling of the cation binding sites of Na^+K^+-ATPase"Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 99. 15977-15982 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hua: "Functional role of "N" (Nucleotide) and "P" (Phosphorylation) domain interactions in the sarcoplasmic reticulum (SERCA) ATPase"Biochemistry. 41. 2264-2272 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hua: "Fe^<2+>-catalyzed oxidation and cleavage of sarcoplasmic reticulum ATPase reveals Mg^<2+> and Mg^<2+>-ATP sites"Biochemistry. 41. 11405-11410 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.V.Mφller: "Calcium transport by sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase : role of the A-domain and its C-terminal link with the transmembrane region"J.Biol.Chem.. 41. 38647-38659 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Danko: "Organization of cytoplasmic domains of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase in E_1P and E_1ATP states : a limited proteolysis study"FEBS letters. 505. 129-135 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Danko: "ADP-insensitive phosphoenzyme intermediate of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase has a compact conformaition resistant to proteinase K, V8 protease and trypsin"FEBS letters. 489. 277-282 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Zhang: "The role of the M6-M7 Loop (L67) in stabilization of the phosphorylation and Ca^<2+> binding domains of the sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase (SERCA)"J. Biol. Chem.. 276. 15232-15239 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島 近: "筋小胞体カルシウムポンプの構造決定"蛋白質・核酸・酵素. 46. 1374-1380 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島 近: "カルシウムポンプの構造と能動輸送のメカニズム"現代化学. 365. 22-28 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島 近: "筋小胞体カルシウムポンプの構造決定"日本放射光学会誌. 14. 42-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] C.Toyoshima: "Crystal structure of the calcium pump of sarcoplasmic reticulum at 2.6A resolution"Nature. 405. 647-655 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] C.Toyoshima: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins.I.Indexing of diffraction patterns."Ultramicroscopy. 84. 1-14 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yonekura: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins.II.Averaging of tubular crystals of different helical classes."Ultramicroscopy. 84. 15-28 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yonekura: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins.III.Solvent flattening."Ultramicroscopy. 84. 29-45 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Ogawa: "Soluble P-type ATPase from an archaeon, Methanococcus jannaschii."FEBS letters. 471. 99-102 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Zhang: "Detailed characterization of the cooperative mechamism of Ca^<2+> binding and catalytic activation in the Ca^<2+> transport (SERCA) ATPase."Biochemistry. 39. 8758-8767 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hua: "Distinct topologies of mono-and decavanadate binding and photooxidative cleavage in the sarcoplasmic reticulum ATPase"J.Biol.Chem.. 275. 30546-30550 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirose: "Structural comparison of dimeric Eg5, Neurospora kinesin (Nkin) and Ncd head-Nkin neck chimera with conventional kinesin."EM BO Journal. 19. 5308-5314 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島近: "カルシウムポンプの結晶構造"細胞工学. 19. 1517-1519 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島近: "膜タンパク質を見る"バイオサイエンスとインダストリー. 58. 9-10 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 江橋節郎: "カルシウムポンプの構造決定"パリティー. 15. 122-124 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 中迫雅由: "筋小胞体カルシウムポンプの結晶構造解析"日本結晶学会誌. 42. 478-485 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E.Carafoli and J.Krebs: ""Calcium Homeostasis(Topics in Biological Inorganic Chemistry Vol.3)"Springer-Verlag,Berlin. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] C. Toyoshima: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins. I. Indexing of diffraction patterns"Ultramicroscopy. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yonekura: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins. II. Averaging of tubular crystals of different helical classes"Ultramicroscopy. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Yonekura: "Structure determination of tubular crystals of membrane proteins. III. Solvent flattening"Ultramicroscopy. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小川治夫: "チャネルの立体構造決定法 I"脳の科学. 21. 997-1004 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小川治夫: "チャネルの立体構造決定法 II"脳の科学. 21. 1121-1128 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 豊島近: "イオンチャネル、ポンプの構造と機能"蛋白質・核酸・酵素. 44. 557-565 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 小川治夫: "膜蛋白質の構造解析"ファルマシア. 35. 33-38 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Carafoli and Krebs: "Topics in Biological Inorganic Chemistry Vol. 3"Springer. in press

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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