2019 年度研究成果報告書

小胞体Caポンプのエネルギー共役；触媒部位と輸送部位間の構造変化の伝達機構

研究課題

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研究課題/領域番号	17K07297
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	構造生物化学
研究機関	旭川医科大学
研究代表者	大保貴嗣旭川医科大学, 医学部, 准教授 (90207267)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	P型カチオンポンプ / 筋小胞体 / エネルギー共役 / Ca-ATPase / 部位特異的変異 / ヘリックス / 界面活性剤 / 脂質ヘッドグループ
研究成果の概要	筋小胞体CaポンプATPaseについて、触媒部位を含む細胞質ドメインとCa輸送部位を含む膜貫通ドメインの間の構造変化の伝達機構を解明する目的で、部位特異的変異導入と速度論的解析を行なった。その結果、両ドメインを繋ぐM2ヘリックスの折れ曲がりやM2上部と細胞質ドメインとの間の相互作用変化が、反応サイクルの段階に応じてその伝達に重要であることを示した。また膜脂質ヘッドグループとCaポンプ間の相互作用がポンプ機能に重要であることを示した。これらよりCaポンプのエネルギー共役機構の理解を深めた。さらにCaポンプの可溶化に適した界面活性剤を探索し、可溶化のCaポンプ機能への効果を解析した。
自由記述の分野	生化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は、P型カチオンポンプの代表メンバーである筋小胞体Caポンプについて、エネルギー共役機構、とくにM2の折れ曲がりなどの構造変化が果たす役割の理解を深めた。この成果は他のP型カチオンポンプの構造と機能の関連にも示唆を与えることが期待される。また、Caポンプの可溶化に適した界面活性剤を探索し、Caポンプ機能に対する可溶化の効果を解析した成果は、カチオンポンプに限らず、広く膜タンパク質研究に応用可能な示唆を与えることが期待される。