胃プロトンポンプの構造生理学研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03653
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 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: 機能生物化学 / 膜タンパク質 / P型ATPase / 胃プロトンポンプ

研究成果の概要

胃プロトンポンプの高分解能構造を決定し、なぜ我々の胃の中が強い酸性になっているのかが分子レベルで理解できた(Abe et al., 2018, Nature）。K+結合構造も解析し、輸送するイオンの個数を明確に決定、限られたエネルギーによって胃に強酸を輸送する仕組みを明らかにした(Yamamoto et al., 2019, eLife)。
我々はまた、アポトーシスに関わる脂質フリッパーゼの構造解析に成功し(Nakanishi et al., 2020, JBC; Nakanishi et al., 2020, Cell Rep)、その分子メカニズムを明らかにした。

自由記述の分野

機能生物化学　構造生物角

研究成果の学術的意義や社会的意義

少なくともヒトの組織において最大のイオン濃度勾配を作り出すことのできる胃プロトンポンプの最も重要なメカニズム『どのようにしてpH1もの強酸（胃酸）に対してH+を輸送することができるのかが明らかになった。
不快な胸焼けを伴う胃炎は、胃の中が強い酸性の為に引き起こされる。胃プロトンポンプの高分解能構造は、現在臨床利用される胃酸抑制剤の改良や、新たな作用機序をもった薬剤の論理的設計に資する。
脂質フリッパーゼの構造解析によって、イオンポンプと近縁のタンパク質でありながら、どのようにイオンと比して巨大な基質（リン脂質）を輸送できるのか、その分子メカニズムを明らかにした。