腸内連鎖球菌ナトリウム輸送性V型ATPaseのイオン輸送機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18770122
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 京都大学 (2007-2008); 独立行政法人理化学研究所 (2006)
• 研究代表者: 村田 武士 京都大学, 大学院医学研究科, 助教 (80415322)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: V-ATPase / X線結晶構造解析 / ポンプ / ナトリウム / モーター / 複合体 / 膜タンパク質 / Enterococcus hirae

研究概要

研究代表者らは腸内連鎖球菌に存在するNa+輸送性V 型ATPase の分子生物学的・生化学的・構造生物学的研究を展開し、膜タンパク質部分であるNtpKリングのX線結晶構造解析に成功していた。本研究では本酵素のイオン輸送機構の解明を目的に、Li+結合型及び阻害剤DCCD結合型のNtpKリングのX線結晶構造を明らかにした。これらの構造と生化学的解析から、本酵素のイオン結合/解離のメカニズムが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Ion binding and selectivity of the rotor ring of the Na+-transporting V-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Murata, Ichiro Yamato, Yoshimi Kakinuma, Mikako Shirouzu, John E. Walker, Shigeyuki Yokoyama, and So Iwata
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 105 ページ: 8607-8612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction and Stoichiometry of the Peripheral Stalk Subunits NtpE and NtpF and the N-terminal hydrophilic domain of NtpI, of Enterococcus hirae V-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Misaki Yamamoto, Satoru Unzai, Shinya Saijo, Kazuki Ito, Kenji Mizutani, Chiyo Suno-Ikeda, Yukako Yabuki-Miyata, Takaho Terada, Mitsutoshi Toyama, Mikako Shirouzu, Takuya Kobayashi, Yoshimi Kakinuma, Ichiro Yamato, Shigeyuki Yokoyama, So Iwata, and Takeshi Murata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 283 ページ: 19422-19431
  • 査読あり
• [雑誌論文] E stimation of ligand binding free energies of F-ATPase by using molecular dynamics/free energy calculation (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Suenaga, Osamu Umezu, Tadashi Ando, Ichiro Yamato, Takeshi Murata, Makoto Taiji
  • 雑誌名: J. Comput. Chem. Jpn 7 ページ: 103-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion binding and selectivity of the rotor ring of the Na+-transporting V-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Murata
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 105 ページ: 8607-8612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction and Stoichiometry of the Peripheral Stalk Subunits NtpE and NtpF and the N-terminal hydrophilic domain of NtpI, of Enterococcus hirae V-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Misaki Yamamoto
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 283 ページ: 19422-19431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of ligand binding free energies of F-ATPaseby using molecular dynamics/free energy calculation (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Suenaka
  • 雑誌名: J. Comput. Chem. Jpn 7 ページ: 103-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletion analysis of the subunit genes of V-type Na+-ATPase from Enterococcus hirae (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Hosaka, Kazuma Takase, Takeshi Murata, Yoshimi Kakinuma, and Ichiro Yamato
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 139 ページ: 1045-1052
  • NAID: 10018844583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletion analysis of the subunit genes of V-type Na^+-ATPase from Enterococcus hirae (2006)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Hosaka
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry (Tokyo) 139 ページ: 1045-1052
• [学会発表] Engineering of the rotor ring of the Na+ motive V-ATPase from Enterococcus hirae to examine the stoichiometry (2008)
  • 著者名/発表者名: 水谷健二
  • 学会等名: 第46回日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Engineering of the rotor ring of the Nat motive V-ATPase from Enterococcus hirae to examine the stoichiometry (2008)
  • 著者名/発表者名: 水谷健二
  • 学会等名: 日本生物物理学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] V型ATPaseのイオン透過機構を考える (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田武士
  • 学会等名: 第45回日本生物物理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-23
• [学会発表] 液胞型イオン輸送ATPアーゼの分子制御とメカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田武士、山登一郎、柿沼喜己
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会(合同大会)
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-15
• [学会発表] ION BINDING AND SELECTIVITY OF THE ROTOR OF THE V-TYPE NA+-ATPASE FROM ENTEROCOCCUS HIRAE (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Murata
  • 学会等名: Asian Crystallographic Association 2007
  • 発表場所: 台湾(台北)
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] I0N BINDING AND SELECTIVITY OF THE ROTOR OF THE V-TYPE NA^+-ATPASE FROM ENTEROCOCCUS HIRAE (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田 武士
  • 学会等名: Asian Crystallographic Association
  • 発表場所: 台湾(台北)
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] Ion transport mechanism of V-ATPase (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Murata
  • 学会等名: The SOKENDAI International Symposium (37th SERIKEN International Symposium ; 2nd Symposium on the Partnership Project on Frontiers of Membrane Protein Research ; Satellite Symposium of the 84th Annual Meeting of the Physiological Society of JAPAN)
  • 発表場所: Okazaki (Japan)
  • 年月日: 2007-03-15
• [学会発表] V型AT Paseの構造と機能 (2006)
  • 著者名/発表者名: 村田武士
  • 学会等名: 第6回蛋白質科学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2006-04-26
• [学会発表] Structure of Li+ bound rotor ring of the V-type Na+-ATPase from Enterococcus hirae (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Murata
  • 学会等名: Gordon Research Conference in Molecular and Cellular Bioenergetics
  • 発表場所: New Hampshire( アメリカ)
• [図書] 蛋白質核酸酵素 Vol. 52 No. 4, ,(V-ATPase の新しい機能とその構造からみえてきたメカニズム) (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田武士、山登一郎、柿沼喜己、横山謙
• [図書] V-ATPaseの新しい機能とその構造からみえてきたメカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田 武士
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 蛋白質核酸酵素 共立出版
• [図書] 生物物理、Vol.46, No. 6, (V型Na+-ATPaseの膜内在性ローターリングの構造 : 結晶構造から見えてきた回転モーターのイオン透過機構) (2006)
  • 著者名/発表者名: 村田武士、山登一郎、柿沼喜己
• [図書] V型Na^+-ATPaseの膜内在性ローターリングの構造 : 結晶構造から見えてきた回転モーターのイオン透過機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 村田 武士
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本生物物理学会