筋小胞体カルシウムポンプ細胞質ドメインの動きにおける静電的相互作用の役割の解析

• 研究課題/領域番号: 21570127
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 旭川医科大学
• 研究代表者: 山崎 和生 旭川医科大学, 医学部, 講師 (60241428)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 生体エネルギー転換 / カルシウムポンプ / 筋小胞体 / 静電的相互作用 / イオン輸送 / 酵素反応速度論 / 部位特異的変異 / Ptype ATPase / 機能構造連関

研究概要

筋小胞体カルシウムポンプ細胞質ドメインの動きにおける静電的相互作用の役割を、変異体を用いた反応速度論的解析によって調べた。その際反応速度の対数と活量係数の二乗との間に直線関係が成り立つことを見出し、このプロットを用いて、カルシウムポンプのドメインの動きをガイドするドメイン間の静電的相互作用の存在を明らかにすることができた。この研究で見出された反応速度の対数vs活量係数の二乗のプロットはタンパク質の分子内、分子間相互作用中の静電相互作用の寄与を定量的に見積もる有効な手段となりうる。

研究成果

• [雑誌論文] Ca^<2+> Release to Lumen fromADP-sensitive Phosphoenzyme E1PCa_2without Bound K+ of SarcoplasmicReticulum Ca_<2+>-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki, Takashi Daiho, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal ofBiological Chemistry 巻: 285巻 号: 49 ページ: 38674-38683
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.183343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable Structural Analog of Ca^<2+>-ATPase ADP-insensitive Phosphoenzyme with Occluded Ca^<2+> Formed by Elongation of A-domain/M1'-linker and Beryllium Fluoride Binding (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Stefania Danko, KazuoYamasaki, and Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 285巻 号: 32 ページ: 24538-24547
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.144535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable Structural Analog of Ca^<2+>-ATPase ADP-insensitive Phosphoenzyme with Occluded Ca^<2+> Formed by Elongation of A-domain/M1'-linker and Beryllium Fluoride Binding (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Stefania Danko, Kazuo Yamasaki, Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 285 ページ: 24538-24547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^2+ Release to Lumen from ADP-sensitive Phosphoenzyme E1PCa_2 wit hout Bound K^+ of Sarcoplasmic Reticulum Ca^<2+>-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki, Takashi Daiho, Stefania Danko, Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 285 ページ: 38674-38683
  • NAID: 120004606774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Interaction between Actuator and Nucleotide Binding Domains of Sarco(endo)plasmic Reticulum Ca^<2+>-ATPase as Revealed by Single and Swap Mutational Analyses of Serine 186 and Glutamate 439 (2009)
  • 著者名/発表者名: Xiaoyu Liu, Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Guoli Wang, Stefania Danko, Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 25190-25198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of the Stable Structural Analog of ADP-sensitive Phosphoenzyme of Ca^<2+>-ATPase with Occluded Ca^<2+> by Beryllium Fluoride : STRUCTURAL CHANGES DURING PHOSPHORYLATION AND ISOMERIZATION (2009)
  • 著者名/発表者名: Stefania Danko, Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Xiaoyu Liu, Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 22722-22735
  • 査読あり
• [雑誌論文] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>輸送の共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生, 他
  • 雑誌名: 生化学 臨時増刊号 81 ページ: 249-249
• [雑誌論文] 高濃度ATPによる筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseリン酸化中間体分解の促進効果について ; Actuator/M1-linkerを伸長させた変異体を用いた解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣, 他
  • 雑誌名: 生化学 臨時増刊号 81 ページ: 249-249
• [雑誌論文] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのP-N hingeに位置する静電的相互作用の役割についての研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 雑誌名: 旭川医科大学研究フォーラム 10 ページ: 79-80
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseリン酸化中間体転換ステップにおける静電相互作用の効果とその定量化の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第37回討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+-ATPaseリン酸化中間体転換ステップにおける静電相互作用の効果とその定量化の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第37回討論会
  • 発表場所: 京都(口頭)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプにおけるエネルギー共役;細胞質領域アクチュエータードメインと膜貫通へリックスとの連結部分の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第37回討論会
  • 発表場所: 京都(口頭)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Critical importance of helix-loop conversions, length, and Actuator-domain junction structure of M2 in Ca2+-ATPase for Ca2+transport (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho
  • 学会等名: 13^<th> International P-type ATPase Meeting "Na,K-ATPase and and related P-ATPases^*Structure, Biology and Medicine"
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, U.S.A.(Oral)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Mechanism of Ca2+-ATPase revealed by mutations, kinetics, and development of stable analogs of phosphorylated intermediates (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 13^<th> International P-type ATPase Meeting "Na,K-ATPase and and related P-ATPases^*Structure, Biology and Medicine"
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, U.S.A.(Oral)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Roles of electrostaticin teractions between cytoplasmicdomains on the phosphoenzyme transition of Ca^<2+>-ATPase and acritical importance of the chargedresidues at the hinge of the P and Ndomains (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki
  • 学会等名: 13th International P-typeATPase Meeting Na, K-ATPase and andrelated P-ATPases : Structure, Biologyand Medicine
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, U.S.A.
• [学会発表] Roles of electrostatic interactions between cytoplasmic domains on the phosphoenzyme transition of Ca2+-ATPase and a critical importance of the charged residues at the hinge of the P and N domains (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki
  • 学会等名: 13^<th> International P-type ATPase Meeting "Na,K-ATPase and and related P-ATPases^*Structure, Biology and Medicine"
  • 発表場所: Pacific Grove, CA, U.S.A.(Poster)
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体転換過程における静電的相互作用の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 第83回日本生化学会第33回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体の異性化と加水分解に影響を及ぼす構造因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣
  • 学会等名: 第83回日本生化学会第33回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseの反応サイクルにおける静電的相互作用の役割とイオン強度依存性との関連 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第36回討論会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseによるCa^<2+>輸送;細胞質領域アクチュエータードメインお膜貫通ヘリックスを結ぶループの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第36回討論会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>輸送の共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第35回討論会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体転換とCa^<2+>輸送;細胞質領域アクチュエータードメインと膜貫通ヘリックスを結ぶループの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第35回討論会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa_2+輸送の共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>輸送の共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 高濃度ATPによる筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseリン酸化中間体分解の促進効果にういて;Actuator/M1-linkerを伸長させた変異体を用いた解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22