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2014 年度 実績報告書

カルシウムポンプにおける静電相互作用の役割と環境による影響の解析

研究課題

研究課題/領域番号 24570147
研究機関旭川医科大学

研究代表者

山崎 和生  旭川医科大学, 医学部, 講師 (60241428)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードCa2+-ATPase / 酵素反応 / 生体エネルギー転換 / 静電的相互作用 / Nanodisc / リン脂質 / タンパク-脂質相互作用
研究実績の概要

本年度実施した研究により次の結果が得られた。
1)SRVより抽出したCa2+-ATPaseを、アルキル鎖が同じでヘッドグループだけが異なるリン脂質(フォスファチジルコリン(POPC)、フォスファチジルエタノールアミン(POPE)、及びファスファチジルグリセロール(POPG))を含むナノディスクに組み込んだ標品を作成した。作成において脂質の差により条件を変える必要であったが、いずれもゲル濾過カラムにおいてシングルのピークを持つ標品を得ることが出来た。またいずれの標品もCa2+-ATPase活性を保持していることが確認でき以降の解析に用いることが可能であった。
2)この標品を用いてE1P-E2P転換速度を測定したところ、POPCに組み込んだ標品はSRV中と比較して80%程度の速度であったのに対し、POPG及びPOPGではそれぞれSRV中の30%及び20%と大きく抑えられていた。次に活量と反応速度の関係を見ると、POPEはPOPCと比べて大きく速度が低下しているが、静電的相互作用はE1P転換ステップに対し促進効果を持ちその程度はPCとPEほぼ同等であること、活性の違いは静電相互作用以外の効果によることが明らかとなった。またPOPGでは静電的相互作用はE1P転換速度に関して中立的であり、静電的相互作用以外の効果はPC及びPEと比較して促進的に働くことが明らかになった。
3)PCとPEを1:1で混合したNanodiscにCa2+-ATPaseを組み込んだ場合、静電的相互作用は減弱され、非静電的相互作用はPCのみのNanodiscのときと等しいという結果が出た。これは、脂質ヘッドグループの電荷が混合により複雑に変化する可能性を示しており、脂質に埋め込まれは膜タンパクの機能を探るうえで、非常に興味深い知見である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Second transmembrane helix (M2) and long range coupling in Ca2+-ATPase.2014

    • 著者名/発表者名
      Daiho T, Yamasaki K, Danko S, and Suzuki H.
    • 雑誌名

      Journal od Biological Chemistry

      巻: 289 ページ: 31241-31252

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.584086

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 筋小胞体カルシウムポンプEP転換とカルシウム放出の共役機構におけるTyr122-hydrophobic clusterの役割2014

    • 著者名/発表者名
      山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
    • 学会等名
      第40回生体エネルギー研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] 筋小胞体Ca2+-ATPaseの第2膜貫通へリックス(M2)とロングレンジ共役2014

    • 著者名/発表者名
      大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
    • 学会等名
      第40回生体エネルギー研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] 1分子蛍光観察によるCa2+-ATPaseの数と立体構造変化検出の試み2014

    • 著者名/発表者名
      小島知樹、戸田啓太、山崎和生、Danko, Stefania、小山洋幸、横田龍一、中山莉奈子、大保貴嗣、鈴木裕、政池知子
    • 学会等名
      第40回生体エネルギー研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] ナノディスクに組み込んだ筋小胞体Ca2+-ATPaseの活性に対する脂質ヘッドグループの影響の解析2014

    • 著者名/発表者名
      山崎 和生、Stefania Danko、大保 貴嗣、鈴木 裕
    • 学会等名
      第87回日本生化学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] 筋小胞体Ca2+ポンプのM2へリックス:膜貫通部分と細胞質部分の連結領域の役割2014

    • 著者名/発表者名
      大保 貴嗣、山崎 和生、Stefania Danko、鈴木 裕
    • 学会等名
      第87回日本生化学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] Second Transmembrane Helix (M2) and Long-range Coupling in Ca2+-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
    • 学会等名
      第52回日本生物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] A New Method for Ca2+-binding Measurement Applicable to a Small Quantity of Ca2+-ATPase: Transient E2P with Bound Ca2+ and Role of Leu119 on M2 in Ca2+-affinity Reduction and Ca2+ Release.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki K., Danko S., Daiho T. and Suzuki H.
    • 学会等名
      14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
    • 発表場所
      Conference Center "De Werelt", Netherlands
    • 年月日
      2014-08-30 – 2014-09-04
  • [学会発表] Long-range Coupling between Catalytic and Transport Sites via Second Transmembrane Helix (M2) in E2P Hydrolysis and E2-E1 Transition of Ca2+-ATPase2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Daiho, Kazuo Yamasaki, Stefania Danko, and Hiroshi Suzuki
    • 学会等名
      14th International Conference on P-type ATPases and Related Cation Pumps
    • 発表場所
      Conference Center "De Werelt", Netherlands
    • 年月日
      2014-08-30 – 2014-09-04

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公開日: 2016-06-01  

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