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Eh V-ATPaseのNa+選択ポンプ機構の構造基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07282
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関生理学研究所

研究代表者

村田 和義  生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (20311201)

研究協力者 村田 武士  
上野 博史  
飯野 亮太  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード膜タンパク質 / 回転式ATPase / クライオ電顕 / 低温電子顕微鏡 / 構造 / 蛋白質
研究成果の概要

本研究では腸球菌Enterococcus hirae(Eh)由来のATP駆動型ナトリウムポンプであるV-ATPase(Eh V-ATPase)全複合体の構造を電子顕微鏡単粒子解析により明らかにし、その選択性イオン輸送の分子機構を解明した。結果、Eh V-ATPaseでは回転子が膜内の回転リングの中心からズレた位置でこれに結合していることがわかった。また、Eh V-ATPaseのメジャーな構造状態は、好熱菌のV/A-ATPaseではマイナーな構造状態に相当することが明らかになった。さらに、Na+が回転するc-ringに受け渡される機構が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本成果によって、Eh V-ATPaseのNa+輸送性のためのエネルギー伝達機構の構造基盤を明らかにすることができました。今後さらに詳細な構造研究を進めることによって、V-ATPaseが関係する疾患の治療法や治療薬の開発において重要な情報を提供することができると期待されます。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Off-axis rotor in Enterococcus hirae V-ATPase visualized by Zernike phase plate single-particle cryo-electron microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Tsunoda J, Song C, Imai FL, Takagi J, Ueno H, Murata T, Iino R, Murata K
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 8 ページ: 15632-15632

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] クライオ電子顕微鏡によるタンパク質の動的構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      ソン チホン, 村田 和義
    • 雑誌名

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      巻: 17 号: 1 ページ: 38-45

    • DOI

      10.2477/jccj.2018-0007

    • NAID

      130006549640

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-electron microscopy for structural analysis of dynamic biological macromolecules2017

    • 著者名/発表者名
      Murata K, Wolf M
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1862(2) 号: 2 ページ: 324-334

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.07.020

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 位相差クライオ電子顕微鏡による腸球菌V-ATPaseの単粒子構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      角田 潤,ソン チホン,薬師寺 Lica Fabiana,村田武士,上野 博史,宮崎 直幸,岩崎 憲治,高木 淳一,飯野 亮太,村田 和義
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位相差クライオ電子顕微鏡単粒子解析法を用いた腸球菌V-ATPaseの構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      角田 潤 , ソン チホン, 薬師寺 Lica Fabiana, 村田 武士, 上野 博史, 宮崎 直幸,岩崎 憲治,高木 淳一, 飯野 亮太 , 村田 和義
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Single Particle Analysis of EhV-ATPase by Phase-contrast Cryo-Electron Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Tsunoda, Chihong Song, Fabiana Lica Yakushiji, Takeshi Murata, Hiroshi Ueno, Junichi Takagi, Ryota Iino, Kazuyoshi Murata
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Les Diablerets Conference Center, Les Diablerets, Switzerland
    • 年月日
      2017-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クライオ位相差電子顕微鏡による腸内連鎖球菌V-ATPase単粒子構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      角田潤, ソンチホン, 薬師寺 Lica Fabiana, 村田武士, 上野博史, 宮崎直幸,岩崎憲治,高木淳一, 飯野亮太, 村田和義
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Particle Analysis of EhV-ATPase by Phase-contrast Cryo-Electron Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Jun Tsunoda, Chihong Song, Fabiana Lica Yakushiji, Takeshi Murata, Hiroshi Ueno, Junichi Takagi, Ryota Iino, Kazuyoshi Murata
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, 3DEM
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クライオ位相差電子顕微鏡による腸内連鎖球菌V-ATPase単粒子構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      角田潤, ソンチホン, 薬師寺 Lica Fabiana, 村田武士, 上野博史, 宮崎直幸,岩崎憲治,高木淳一, 飯野亮太, 村田和義
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡による生体分子の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      村田和義
    • 学会等名
      医学生物学電子顕微鏡技術研究会第33回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single Particle Analysis of EhV-ATPase by Phase-contrast cryo-Electron Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Tsunoda, Chihong Song, Fabiana Lica Yakushiji, Takeshi Murata, Hiroshi Ueno, Junichi Takagi, Ryota Iino, Kazuyoshi Murata
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会大会
    • 発表場所
      茨城県つくば市 つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Particle Analysis of EhV-ATPase by Zernike-phase contrast cryo-Electron Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Tsunoda, Chihong Song, Fabiana Lica Yakushiji, Takeshi Murata, Hiroshi Ueno, Junichi Takagi, Ryota Iino, Kazuyoshi Murata
    • 学会等名
      47th NIPS International Symposium
    • 発表場所
      愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸内連鎖球菌 V-ATPase のクライオ位相差電顕単粒子構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      角田潤、村田武士,上野博史,飯野亮太,村田和義
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 仙台国際センター
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] ライフサイエンス顕微鏡学ハンドブック2018

    • 著者名/発表者名
      山科正平、高田邦昭 責任編集;村田和義 他 著
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254310948
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ナトリウムイオン輸送性V-ATPaseのユニークな構造をゼルニケ位相差クライオ電子顕微鏡で解析

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2018/10/v-atpase.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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