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2014 年度 実績報告書

最大級のイオン濃度勾配を形成する胃プロトンポンプ作動機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26711005
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, 助教 (60596188)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード胃プロトンポンプ / H,K-ATPase / P-type ATPase / 膜タンパク質 / 電子線結晶学 / 極低温電子顕微鏡 / 能動輸送体
研究実績の概要

膜輸送体の中でも最大級のイオン(プロトン)濃度勾配を形成できる胃プロトンポンプの作動機構の理解の為に、本年度は以下の項目についての成果が得られた。
(1)イオン輸送サイクルの構造解析
E2P状態におけるいくつかの構造を電子線結晶学によって決定し、これまで報告した他の構造と合わせて分子のコンフォメーションを体系的に比較することで、E2P状態において引き起こされる重要なイベントである、胃管倥へのイオンのゲーティングに必要なメカニズムを明らかにした(Abe et al., 2014 J. Biol. Chem.)。
(2)プロトンポンプ組み替え体発現系の構築
哺乳動物細胞を用いた発現系の構築に成功した。いくつかの変異体による機能解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

イオン輸送サイクルの構造解析を進めることができた。
発現系の構築も順調に進んでいる。
高分解能構造解析については、これまでで最も分解能の高い立体構造が得られているが、さらに分解能を亢進する為に引き続き研究を推進する。

今後の研究の推進方策

イオン輸送サイクルの構造解析では、E1, E2状態の構造解析を目指す。
胃酸抑制剤の結合した構造によって高分解能化を進めているが、得られた構造情報に基づいて、変異体や類縁化合物を用いた阻害剤結合様式の同定を進める。
大量発現系の構築、及びクリーンバイオケミストリーの実現に向けた安定な再構成系の確立を目指す。

次年度使用額が生じた理由

前年度に計画していた昆虫細胞による発現系の構築が、早い段階で全く役に立たないとこが判明したので、哺乳動物を用いた発現系を利用することにした為。

次年度使用額の使用計画

予定していた昆虫細胞発現系に係る予算を、哺乳動物培養関連品に充てる予定である。昆虫細胞よりも必要な消耗品が高額であり、また初期投資として培養器具や消耗品に使用する予定である。

  • 研究成果

    (6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、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] 1.Systematic comparison of molecular conformations of H+,K+-ATPase reveals an important contribution of the A-M2 linker for the luminal gating.2014

    • 著者名/発表者名
      Abe K., Tani K. and Fujiyoshi Y.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 289 ページ: 30590-30601

    • DOI

      10.1074/jbc.M114.584623

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Systematic comparison of the molecular conformation of gastric H+,K+-ATPase in E2P state analogs2014

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会 第40回討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 胃プロトンポンプ H+,K+-ATPaseの構造生理学2014

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      九州地区 生理薬理系研究会
    • 発表場所
      福岡医科大学
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Electron crystallographic analysis of gastric proton pump.2014

    • 著者名/発表者名
      Abe K.
    • 学会等名
      JEM Next-Generation Microscopic Science, Opening Symposium “Toward Cross-disciplinary researches between Life and Material Sciences”
    • 発表場所
      Awaji
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural and biochemical analysis of gastric H+,K+-ATPase in E2P-analogue conformations.2014

    • 著者名/発表者名
      Abe K.
    • 学会等名
      14th International Conference Na,K-ATPase and related ATPases: Structure, mechanism, cell biology, health and diseas
    • 発表場所
      Lunteren, Netherlands
    • 年月日
      2014-08-30 – 2014-09-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 胃プロトンポンプの構造生理学2014

    • 著者名/発表者名
      阿部一啓
    • 学会等名
      第9回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      名古屋市立大学
    • 年月日
      2014-06-14 – 2014-06-15
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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