1価陽イオンポンプのエネルギー変換と活性発現調節の分子機構

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06454648
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 谷口 和弥 北海道大学, 理学部, 教授 (40028204)
• キーワード: Na^+,K^+-ATPase / H^+,K^+-ATPase / イオン輸送ポンプ / ナトリウムポンプ / プロトンポンプ

研究概要

Na^+,K^+-ATPaseをphosphatase基質[^<32>P]Paranitorophenylphosphate(pNPP)Mg^<2+>とNa^+の存在下でリン酸化すると定常状態で[^<32>P]ATPでリン酸化されるほぼ倍量のEPが形成された。このEPはcold pNPP chaseで消失した。[^<32>P]ATPから形成したE_1PにPNPを添加し合成される[^<32>P]pNPP量を測定した結果、ほとんど全てのE_1PがADP感受性を示すにもかかわらず、PNPに対する感受性はE_1Pの50%であった。SDS処理で得られた高純度のNa^+,K^+-ATPase標品、又DOC-NaI処理標品を用いouabainの結合量、CDTA存在下でのATPの結合量及びATPからのEP形成量を比較した結果、その比は約1:0.75:0.5となり、E_1PのPNP感受性も考慮するとNa^+,K^+-ATPaseの膜中での機能単位は(αβ)_2よりさらに高度のオリゴマーである可能性が高い。H^+,K^+-ATPaseをacetylphosphate(AcP)でリン酸化すると飽和ATP濃度で得られるEP量の約倍の値を示す。この量はPiからのEP量、CDTA存在下のATP結合量とも一致する。ATPによるリン酸化でTrp蛍光は増加し、BIPM蛍光は減少する。AcPによるリン酸化で約2倍量のEPが形成される状態でTrpの蛍光、BIPM蛍光の程度は共にATPによるEP蓄積時の約半分に減少した。これらの結果はE:EからのEP:Eの形成に比べEP:EPの形成により、Trp残基とCys-241に結合したBIPM probeの微少環境がそれぞれ親水的及び疎水的に変化していることを示唆する。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nakamura: "Different susceptibility of phospholipase A_2 treatment of the fluorescence intensity changes in the vicinity of Cys-964 and Lys-501 in the α-chain of probe labeled Na^+,K^+-ATPase." Journal of Biochemistry. 115. 454-462 (1994)
• [文献書誌] S.Kaya: "Pyridoxal-5'-phosphate probes at Lys480 can sence the binding of ATP and the formation of phosphoenzymes in Na^+,K^+-ATPase." Journal of Biological Chemistry. 269. 7418-7422 (1994)
• [文献書誌] K.Taniguchi: "Changes in conformational state of probe labeled Na^+,K^+-ATPase in real time." The Sodium Pump. 581-592 (1994)
• [文献書誌] H.Tosa: "Estimation of distance changes between Cys-964 and Lys-501 in Na^+,K^+-ATPase inter-mediates and the orientation of transmembrane segment containing Cys-964." The Sodium Pump. 649-652 (1994)
• [文献書誌] A.Yamazaki: "An extraphosphorylation of Na^+,K^+-ATPase by paranitorophenyl-phosphate (pNPP):Evidence for the oligemeric nature of the enzyme." J.Biochemistry. 116. 1360-1369 (1994)