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2018 年度 実績報告書

胃プロトンポンプの構造生理学研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03653
研究機関名古屋大学

研究代表者

阿部 一啓  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 准教授 (60596188)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード胃 / P型ATPase / 膜タンパク質 / X線結晶構造解析
研究実績の概要

昨年度は胃プロトンポンプ初となる原子分解能の構造解析を達成し、どのようにしてH+が強酸性である胃に押し出されるのかが分子レベルで理解できた(Abe et al., 2018, Nature)。しかしながら、得られた構造は輸送反応サイクルの一状態であり、ダイ
ナミックに変化するこのポンプの作動機構解明には、少なくとも複数個の別な反応中間体の構造解析が必要である。
本年度は、対向輸送イオンであるK+の結合構造の解析に注力した。この為に最適な基質及びアナログの検討によって、AlF, MgFと、K+, Rb+の組み合わせ条件下で結晶が得られ、幾つかの構造が分解能2.5A程度で決定できた。胃プロトンポンプがどのようにK+を特異的
に認識しているか、またK+の結合によってどのような構造変化が誘起されるかを理解するために、変異体による機能解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当該年度も初年度とは異なる反応中間体の構造解析に成功しており、当初の計画以上に順調に計画が進展していると言える。

今後の研究の推進方策

輸送機構の理解の為、複数の反応中間体の構造解析を進めていく。
また、アイソフォーム特異的なメカニズムの理解のために、non-gastric HKATPase alpha2の構造解析に着手していく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Southern Denmark(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Southern Denmark
  • [雑誌論文] Crystal structures of the gastric proton pump2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Kazuhiro、Irie Katsumasa、Nakanishi Hanayo、Suzuki Hiroshi、Fujiyoshi Yoshinori
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 556 ページ: 214~218

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0003-8

  • [雑誌論文] K+ binding and proton redistribution in the E2P state of the H+, K+-ATPase2018

    • 著者名/発表者名
      Dubey Vikas、Han Minwoo、Kopec Wojciech、Solov’yov Ilia A.、Abe Kazuhiro、Khandelia Himanshu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30885-w

  • [学会発表] 胃の強酸性化の分子メカニズム ‐胃プロトンポンプの結晶構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      生体エネルギー研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structures of the gastric proton pump2018

    • 著者名/発表者名
      Abe K
    • 学会等名
      AsCA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 胃の強酸性化の秘密2018

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業 平成30年度BINDS公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 胃プロトンポンプの結晶構造によって明らかになったH+排出機構2018

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural basis for the H+ extrusion and the transport stoichiometry of the gastric proton pump2018

    • 著者名/発表者名
      Abe K
    • 学会等名
      Frontiers in P-type ATPase Research 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 細胞生理学研究センター

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/BasicBiol/kabe/2018_HP_Abe.pdf

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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