小胞体カルシウムポンプのリン酸化中間体の異性化とカルシウム輸送の連関

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20570102
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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): 2008 – 2010
• キーワード: Ca<^2+>-ATPase / カルシウムポンプ / イオン輸送 / 酵素反応速度論 / 部位特異的変異 / P-type ATPase / 中間体構造アナログ

研究概要

小胞体カルシウムポンプの輸送反応は、ATPでリン酸化された中間体(EP)の形成と加水分解を経由する。細胞質からEPに結合したCa^<2+>は、その異性化(E1P・Ca_2→E2P)段階で内腔に放出される。筆者は、その異性化に必須な構造因子を発見し、これら2つのEP間に新しい中間体(E2P・Ca_2)を同定した。また、原子構造解析などを行う目的で、E1P・Ca_2とE2P・Ca_2の安定なアナログを開発した。さらに、EPへのK+イオン結合のCa^<2+>輸送における新しい役割、高濃度ATP によるポンプ活性化機構の解明に貢献した。

研究成果

• [雑誌論文] Ca^<2+> Release to Lumen from ADP-sensitive Phosphoenzyme E1PCa_2 without Bound K^+ of Sarcoplasmic Reticulum Ca^<2+>-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K., Daiho T., Danko S., Suzuki H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. Vol.285, No.49 ページ: 38674-38683
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable structural analog of Ca^<2+>-ATPase ADP-insensitive phosphoenzyme with occluded Ca^<2+> formed by elongation of A-domain/M1-linker and beryllium fluoride binding (2010)
  • 著者名/発表者名: Daiho T., Danko S., Yamasaki K., Suzuki H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. Vol.285, No.32 ページ: 24538-24547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of Ca^<2+> pump as revealed by mutations, development of stable analogs of phosphorylated intermediates, and their structural analyses (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H., Yamasaki K., Daiho T., Danko S.
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi Vol.130, No.2 ページ: 179-189
• [雑誌論文] Roles of interaction between actuator and nucleotide binding domains of sarco(endo)plasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase as revealed by single and swap mutational analyses of serine 186 and glutamate 439 (2009)
  • 著者名/発表者名: Liu X., Daiho T., Yamasaki K., Wang G., Danko S., Suzuki H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. Vol.284, No.37 ページ: 25190-25198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of the stable structural analog of ADP-sensitive phosphoenzyme of Ca^<2+>-ATPase with occluded Ca^<2+> by beryllium fluoride : structural changes during phosphorylation and isomerization (2009)
  • 著者名/発表者名: Danko S., Daiho T., Yamasaki K., Liu X., Suzuki H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. Vol.284, No.34 ページ: 22722-22735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Tyr122-hydrophobic cluster and K^+ binding in Ca^<2+>-releasing process of ADP-insensitive phosphoenzyme of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K., Wang G., Daiho T., Danko S., Suzuki H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. Vol.283, No.43 ページ: 29144-29155
  • 査読あり
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体転換過程における静電的相互作用の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生,大保貴嗣,Stefania Danko,鈴木裕
  • 学会等名: 第83回日本生化学会第33回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体の異性化と加水分解に影響を及ぼす構造因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣,ダンコ ステファニア,山崎和生,鈴木裕
  • 学会等名: 第83回日本生化学会第33回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseの反応サイクルにおける静電的相互作用の役割とイオン強度依存性との関連 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、大保貴嗣、Danko Stefania、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第36回討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPase によるCa^<2+>輸送;細胞質領域アクチュエータードメインと膜貫通へリックスを結ぶループの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、Danko Stefania、山崎和生、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第36回討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、大保貴嗣、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第35回討論会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体転換とCa^<2+>輸送;細胞質領域アクチュエータードメインと膜貫通へリックスを結ぶループの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、Danko Stefania、山崎和生、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第35回討論会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、大保貴嗣、鈴木裕
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] 高濃度ATPによる筋小胞体リン酸化中間体分解の促進効果について;Actuator/M1-linkerを伸長させた変異体を用いた解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、山崎和生、ダンコ ステファニア、鈴木裕
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE1P-E2P転換とCa^<2+>輸送の共役におけるK^+の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、大保貴嗣、鈴木裕
  • 学会等名: 日本生化学会 第46回北海道支部例会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-07-17
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体転換とCa^<2+>輸送;細胞質領域Actuatorドメインと膜貫通へリックスM1 を結ぶループの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、Stefania Danko、山崎和生、鈴木裕
  • 学会等名: 日本生化学会 第46回北海道支部例会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2009-07-17
• [学会発表] Ca^<2+>ポンプの分子作動機構:部位特異的変異およびリン酸化中間体アナログの開発と構造解析による理解 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木裕、山崎和生、大保貴嗣、Stefania Danko
  • 学会等名: 日本薬学会 第129年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Roles of the A domain and its linkers of sarco(endo)plasmic reticulum Ca^<2+> pump for processing the phosphorylated intermediates and Ca^<2+> release (2008)
  • 著者名/発表者名: HIroshi Suzuki, Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Xiaoyu Liu, Stefania Danko
  • 学会等名: 12th International ATPase Conference Na,K-ATPase and Related Transport ATPases of P-type : Structures, Mechanisms, and Roles in Health and Disease
  • 発表場所: Aarhus (Denmark)
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Roles of Tyr122-Hydrophobic cluster and K^+ binding in Ca^<2+>-releasing Process of ADP-insensitive Phosphoenzyme of Sarcoplasmic Reticulum Ca^<2+>-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Yamasaki, Guoli Wang, Takashi Daiho, Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 12th International ATPase Conference Na,K-ATPase and Related Transport ATPases of P-type : Structures, Mechanisms, and Roles in Health and Disease
  • 発表場所: Aarhus (Denmark)
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Critical Role of Glu40-Ser48 Loop Linking Actuator Domain and First Transmembrane Helix of Ca^<2+>-ATPase in Ca^<2+> Deocclusion and Release from ADP-insensitive Phosphoenzyme (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 12th International ATPase Conference Na,K-ATPase and Related Transport ATPases of P-type : Structures, Mechanisms, and Roles in Health and Disease
  • 発表場所: Aarhus (Denmark)
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Roles of interactions between Actuator- and Nucleotide binding- domains of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Xiaoyu Ryu, Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, Hiroshi Suzuki
  • 学会等名: 第81回日本生化学会第31回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのE2PCa2におけるTyr122-Hydrophobic clusterの果たす役割について (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、王国麗、大保貴嗣、鈴木裕
  • 学会等名: 第81回日本生化学会第31回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのCa^<2+>結合型-リン酸化中間体アナログの安定性に及ぼすヌクレオチドの効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、Stefania Danko、山崎和生、鈴木裕
  • 学会等名: 第81回日本生化学会第31回日本分子生物学会年会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのP-Nヒンジ領域に存在する荷電側鎖の役割と一価イオンの影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎和生、大保貴嗣、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第34回討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] Ca^<2+>ポンプの輸送機構-部位特異的変異およびリン酸化中間体アナログの開発と構造解析による理解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木裕、大保貴嗣、山崎和生、劉暁宇、Danko Stefania
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第34回討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] 筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのリン酸化中間体の転換及びCa^<2+>輸送におよぼすヌクレオチドの顕著な効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大保貴嗣、山崎和生、鈴木裕
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会第34回討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-11-08