カルシウムポンプにおける静電相互作用の役割と環境による影響の解析

• 研究課題/領域番号: 24570147
• 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: 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): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012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: カルシウムポンプ / Ca2+-ATPase / 酵素反応 / 生体エネルギー転換 / 静電的相互作用 / ナノディスク / リン脂質 / タンパク-脂質相互作用 / Nanodisc / 生体エネルギー変換

研究成果の概要

筋小胞体カルシウムポンプの機能発現における静電的相互作用の役割と、それに対する脂質を中心とする環境要因の影響について、ナノディスクに組み込んだカルシウムポンプ標品を用いて検討した。その結果、脂質頭部の電荷とカルシウムポンプ本体との静電的相互作用、及び脂質とポンプ本体との直接的相互作用がともにポンプの活性に重要な影響を及ぼし、ポンプの機能発現における脂質環境の重要性を明らかにすることが出来た。本研究はカルシウムポンプの機能に及ぼす脂質の影響を、静電的相互作用によるものとそれ以外とに明確に分けることに成功した初めてのものである。

研究成果

• [雑誌論文] Second Transmembrane Helix (M2) and Long-range Coupling in Ca2+-ATPase (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 45 ページ: 31241-31252
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.584086
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of Long-range Electrostatic Domain Interactions and K+ in Phosphoenzyme Transition of Ca2+-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki, Takashi Daiho, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 288 号: 28 ページ: 20646-20657
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.482711
  • 査読あり
• [学会発表] 筋小胞体カルシウムポンプEP転換とカルシウム放出の共役機構におけるTyr122-hydrophobic clusterの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
  • 学会等名: 第４０回生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+-ATPaseの第２膜貫通へリックス（M2)とロングレンジ共役 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
  • 学会等名: 第４０回生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] １分子蛍光観察によるCa2+-ATPaseの数と立体構造変化検出の試み (2014)
  • 著者名/発表者名: 小島知樹、戸田啓太、山崎和生、Danko, Stefania、小山洋幸、横田龍一、中山莉奈子、大保貴嗣、鈴木裕、政池知子
  • 学会等名: 第４０回生体エネルギー研究会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] ナノディスクに組み込んだ筋小胞体Ca2+-ATPaseの活性に対する脂質ヘッドグループの影響の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプのM2へリックス：膜貫通部分と細胞質部分の連結領域の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Second Transmembrane Helix (M2) and Long-range Coupling in Ca2+-ATPase (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 第５２回日本生物理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] A New Method for Ca2+-binding Measurement Applicable to a Small Quantity of Ca2+-ATPase: Transient E2P with Bound Ca2+ and Role of Leu119 on M2 in Ca2+-affinity Reduction and Ca2+ Release. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K., Danko S., Daiho T. and Suzuki H.
  • 学会等名: 14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
  • 発表場所: Conference Center "De Werelt", Netherlands
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-04
• [学会発表] Long-range Coupling between Catalytic and Transport Sites via Second Transmembrane Helix (M2) in E2P Hydrolysis and E2-E1 Transition of Ca2+-ATPase (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
  • 発表場所: Conference Center "De Werelt", Netherlands
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-04
• [学会発表] 筋小胞体カルシウムポンプのナノディスクへの組み込みとその性質 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎 和生
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプのヘリックスM2膜貫通部分（M2m）と細胞質部分（M2cyt）およびその連結領域の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大保 貴嗣
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 筋小胞体カルシウムポンプのナノディスクへの組み込みとその性質 (2013)
  • 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39回討論会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプのヘリックスM2 膜貫通部分と細胞質部分、およびその連結領 域の役割 (2013)
  • 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39回討論会
  • 発表場所: 静岡
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+-ATPaseのE1P-E2PとCa2+放出の共役機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎 和生
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプにおけるエネルギー共役；膜貫通へリックスM2およびその細胞質領域アクチュエータードメインとの連結部分の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大保 貴嗣
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+-ATPaseのE1P-E2PとCa2+放出の共役機構 (2012)
  • 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３８回討論会
  • 発表場所: 岡山大学薬学部
• [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプの輸送反応における膜貫通ヘリックスM2の役割 (2012)
  • 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３８回討論会
  • 発表場所: 岡山大学薬学部