H^+_-ATPaseによるH^+輸送調節機構

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07458159
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 二井 將光 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)
• 研究分担者: 三本木 至宏 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10222027) ; 表 弘志 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10273707) ; 岡 敏彦 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40263321)
• キーワード: ATP合成酵素 / ATP / 液胞型ATPase / エネルギー共役機構 / H^+輸送路 / ATP分解

研究概要

ATP合成酵素、および液胞型ATPaseによる化学反応(ATP合成/分解)とH^+輸送の共役機構を分子レベルで明らかにすることを目的として、本年度の研究を実施した。具体的には、主として以下の点を明らかにすることができた。
(1)ATP合成酵素を、通常の大腸菌膜のタンパクの30%まで大量生産する株を用い、ATP合成酵素とそのH^+輸送路部分を大量に精製する条件を確立した。また、副腎クロマフィン顆粒の液胞型ATPaseを多量に調製することができた。これらを用いて、ATP合成酵素と液胞型ATPaseの2次元結晶化と、両酵素の反応論的な比較を次年度に行なう。
(2)ATP合成酵素のH^+輸送路の一部を形成すると考えられるaサブユニットの変異によってH^+輸送路は失われていないが、ATP分解によってH^+輸送が見られないような脱共役変異を探索した。
(3)ATP合成酵素のγサブユニット変異により、ATP合成/分解とH^+輸送が脱共役している株を多数得た。この変異を解析し、γサブユニットがエネルギー共役の調節にどの様に関与しているかを明らかにする研究を開始した。γサブユニットのGln-269残基の変異によってエネルギー共役が著しく低下し、この欠損がβサブユニットのAsp-305の変異によって抑圧されることが明らかになった。この結果は、2つの領域が相互作用していることを示している。さらにβサブユニットの変異によって、上の脱共役変異が抑圧されるかどうかを検討する系を確率した。このような解析を徹底的に行い、ATP合成/分解とH^+輸送の共役におけるγサブユニットと他のサブユニットの間の相互作用を明らかにする。

研究成果

• [文献書誌] Y.Moriyama,et al.: "Quinnacrine mustard and lipophilic entions inhibitory to both vacuolar H^+-ATPase and FoF1-ATP synthase." FEBS Lett.359. 69-72 (1995)
• [文献書誌] S.Ueno,et al.: "Functional consequances of the substitution of disulfide-bonded seqment Cys127-Cys150,located in the extracellular domain of the Na,K-ATPase β′ subunit : Arg148 is essential for the functional expression of Na,K-ATPase." J.Biochem.117. 591-596 (1995)
• [文献書誌] K.Tomochika,et al.: "Involvement of vacuolar ATPase in the acidification and circadian rhythm of urinary pH in mouse bladder and protection against bacteial infection." in press.
• [文献書誌] M.Maeda,et al.: "The rat intrinsic factor gene : Its 5′-upstream region and chief cell-specific transcription." J.Biochem.117. 1305-1311 (1995)
• [文献書誌] Y.Moriyama,et al.: "Microvesicles isolated from bovine posterior pituitary accumulate norepinephrine." J.Biol.Chem.270. 11424-11429 (1995)
• [文献書誌] R.K.Nakamoto,et al.: "The ATP synthase γ subunit : suppresor mutagenesis reveal three helical regions involved in energy coupling." J.Biol.Chem.270. 14042-14046 (1995)
• [文献書誌] T.Nishi,et al.: "Identification of the promoter region of the human histamine H_2-receptor gene." Biochem.and Biophys.Res.Commun.210. 616-623 (1995)
• [文献書誌] C.Jeanteur,et al.: "β/α Subunit interaction is required for catalysis by H^+-ATPase. (ATP synthase): β subunit amino acid replacement suppress a γ subunit mutation having long unrelated carboxyl terminus." J.Biol.Chem.270. 22850-22854 (1995)
• [文献書誌] M.Futai,et al.: "Escherichia coli H^+ATPase (ATP synthase): Catalytic site and roles of subunit interactions in energy coupling." Biochemical Society Transactions/Biochemical Society Meeting No.655. 23. 785-789 (1995)
• [文献書誌] M.Maeda,et al.: "Roles of gastric GATA DNA-binding proteins." (in press).
• [文献書誌] H.Omote,et al.: "β subunit Glu-185 of Escherichia coli H^+-ATPase (ATP synthase) is an essential residue for cooperative catalysis." J.Biol.Chem.270. 25656-25660 (1995)
• [文献書誌] M.Futai and H.Omote: "F-type H^+ATPase (ATP synthase): Catalytic site and energy coupling." (in press).
• [文献書誌] Y.Someya,et al.: "Reconstitution of the metal-tetracycline/H^+ antiporter of Escherichia coli in proteoliposomes includirng F0F1-ATPase." FEBS Lett.374. 72-76 (1995)
• [文献書誌] Y.Moriyama,et al.: "Role of endocrine cells microvesicles in intercellular chemical transduction." (in press).