能動輸送系におけるエネルギー共役の分子機構

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044153
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 土屋 友房 岡山大学, 薬学部, 教授 (80012673)
• 研究分担者: MALONEY Pete ジョンズホプキンス大学, 医学部, 教授 ; 島本 整 岡山大学, 遺伝子実験施設, 助手 (90187443) ; 津田 正明 岡山大学, 薬学部, 助教授 (80132736)
• キーワード: 能動輸送 / エネルギー共役 / シンポーター / アンチポーター / 機能部位

研究概要

イオンと共役する細胞膜能動輸送系について、エネルギー共役(イオン共役)の分子機構を明らかにすべく、主として生理学面・生化学面・遺伝子面からの解析を行った。特に、細菌細胞のNa^+/メリビオースシンポーター、Na^+/グルコースシンポーター、Na^+/セリンシンポーター、Na^+/H^+アンチポーターについて解析を進めた。メリビオース系については、カチオン共役に関与する部位と基質認識に関与する部位の他に、輸送制御に関与する部位、温度感受性に関与する部位の解析を進めた。エンテロバクター・エロゲネスとエンテロバクター・クロアケ-のメリビオース輸送タンパク質の遺伝子解析によりその一次構造を明らかにすると共に、カチオン共役部位・基質認識部位に関する新たな知見を得た。また、前年度に一次構造を明らかにした腸炎ビブリオのNa^+/グルコースシンポーターに関する解析から、エネルギー共役機構に関する新たな知見を得た。さらにNa^+/セリンシンポーターについても遺伝子をクローニングすることができた。一方、腸炎ビブリオの新たなNa^+/H^+アンチポーター(NhaB系)と緑膿菌のNa^+/H^+アンチポーターについて、その性質を詳しく解析すると共に、遺伝子のクローニングとシーケンシングを行った。緑膿菌のアンチポーターはこれまでに微生物界で知られたいるものとは全く異なる新しいタイプのものであることがわかった。現在この系について詳しい解析を進めている。これらのNa^+/H^+アンチポーターと他の生物のアンチポーターとの比較から、エネルギー共役機構に関する重要な情報が得られるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Hiroki Inoue: "Essential aspartic acid residues,Asp-133,Asp-163 and Asp-164,in the transmembrane helices of a Na_+/H_+ antiporter (NhaA) from E.coli." FEBS Letters. 363. 264-268 (1995)
• [文献書誌] Yongchol Shin: "Reconstitution of the F_1-ATPase activity from purified α,β,γ and δ or ε subunits with glutathione S-transferase fused at their amino termini." Biochim.Biophys.Acta. 1273. 62-70 (1996)
• [文献書誌] Rafiquel I.Sarker: "Properties of a Na_+/galactose (glucose) symport system in Vibrio parahaemolyticus" Biochim.Biophys.Acta. (in press). (1996)
• [文献書誌] Rafiquel I.Sarker: "Sequence of a Na^+/glucose symporter gene and its flanking regions of Vibrio parahaemolyticus." Biochim.Biophys.Acta. (in press).
• [文献書誌] Kaori Nozaki: "Cloning and sequencing of the gene for Na_+/H_+ antiporter of Vibrio parahaemolyticus." Submitted.
• [文献書誌] Noriko Okazaki: "Properties of the melibiose transporter and its primary structure in Enterobacter aerogenes." Submitted.