| 研究課題/領域番号 |
20K06534
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 旭川医科大学 |
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研究代表者 |
大保 貴嗣 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (90207267)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | Caポンプ / リン酸化中間体 / クライオ電子顕微鏡 / エネルギー共役 / 一分子蛍光観察 / ポリアミン / パーキンソン病 / 脂質 |
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| 研究成果の概要 |
CaポンプのEP異性化/Ca輸送では、細胞質側のAドメインが大きく回転して配置を変え、構造変化が遠く離れた輸送部位に伝達されCa放出する。Aドメインの特異的部位を蛍光ラベルして一分子蛍光観察し、EP分解過程でその動きをライブ検知し、E2PCa2相当の状態を経由することを示した。CaポンプM4のArg324側鎖が脂質頭部と反応段階に応じて結合相手を変える。この結合がEP異性化に重要な役割を持つ多機能性を示した。
フリッパーゼの類似酵素ATP13A2のクライオ電顕により中間体の原子構造を解明し、E2P加水分解・Pi遊離に伴なうポリアミン結合と輸送の構造変化、部位特異的変異から輸送機構を明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
生化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CaポンプのEP異性化/Ca輸送；Ca2E1P → Ca2E2P → E2Pでは、Aドメインが駆動する細胞質領域の配置変化が伝達されCa放出する。Ca2E2Pの存在は未実証であった。Aドメインを蛍光ラベルし、その動きの観察から野生型CaポンプのEP異性化でCa2E2P状態をライブ検知した。CaポンプのArg324側鎖が反応段階に応じて脂質頭部と結合し、EP異性化に重要な役割を持つことを示した。ポリアミンを輸送するATP13A2はパーキンソン病の原因遺伝子PARK9である。輸送サイクルの各中間体のクライオ電顕構造を解明し、輸送機構を明らかにした。上記疾患の遺伝的な原因と治療法の探求に貢献する。
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