ナトリウムポンプのイオン能動輸送と毒物による陽イオンチャネル化の構造生物学

• 研究課題/領域番号: 24K01985
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43040:生物物理学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金井 隆太 東京大学, 定量生命科学研究所, 特任講師 (50598472)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2025年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: Na+,K+-ATPase / 能動輸送 / イオン選択性 / X線結晶構造解析 / クライオ電顕単粒子解析

研究開始時の研究の概要

Na+,K+-ATPaseは動物においてATPの化学エネルギーを細胞内外のNa+濃度差のポテンシャルエネルギーに変換する唯一のイオンポンプで、生体内で産生されるATPのおよそ50%以上を消費すると言われている。こうして形成されたNa+およびK+濃度差は広く物質輸送に使われるほか、浸透圧調節や神経の電気信号などの生命活動の基盤となっている。本研究はどのようにして濃度勾配に逆らってNa+やK+を輸送するのか、特に理解の進んでいない、結合したイオンを放出する過程の構造解析を目指す。また、ポンプをチャネル化する驚異の毒物の作用機序の構造的理解も推進する。