2003 Fiscal Year Annual Research Report

生物ナノ・モーター・プロトンポンプATPaseの作動機構

Research Project

Project/Area Number	13142204
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	二井將光大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高沢伸東北大学, 医学系研究科, 助教授 (50187944) 孫戈虹(和田戈虹) 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (00314427) 和田洋大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (50212329)
Keywords	プロトンポンプ / V型ATPase / ATP合成酵素 / インスリン
Research Abstract	原核生物・真核生物を問わず、普遍的に存在するプロトンポンプATPase、ATP合成酵素(F型ATPase)および液胞型ATPaseの一部のサブユニットは反応に伴って回転することを示してきた。本研究では大腸菌形質膜断片を用いて合成酵素の膜表在/膜内在サブユニットからなる複合体がATPの加水分解に伴い、回転子を形成することを実証した。これは先に可溶化精製酵素を用いて得た結果を支持するものであり、膜内在性サブユニット複合体間の相互作用によりプロトン輸送が行われることを実験的に証明できた。またV型ATPaseの回転軸を形成する部分と固定子に数多くのサブユニット・イソフォームを発見した。これらのサブユニット・イソフォームは、組織特異的に発現するもの、あるいは広範な組織に存在するものがあり、多彩な生体高次機能の実現において必要とされる酸性環境の形成と維持を担うものであると推論できる。そこで、個体での血中ホメオスタシス維持に特に着目し、膵臓、ランゲルハンス氏島ベータ細胞においてインスリン分泌顆粒に局在するV型ATPaseの役割について詳細に解析を進めた。V型ATPaseの機能に欠損があるマウスの表現型から、機能性のインスリンの産生には酸性環境が必要とされることが示された。これらの結果は、生物ナノモータの作動原理に迫る知見であるのみならず、個体レベルの生理機能におけるプロトン環境の本質的意義を解明する上で極めて重要なものである。

Research Products

(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] G.-H.Sun-Wada, T.Yoshimizu, Y.Imai-Senga, Y.Wada, M.Futai: "Diversity of mouse proton-translocating ATPase : Presence of multiple isoforms of the C, d and G subunits"Gene. 302. 147-153 (2003)
[Publications] T.Hirata, A.Iwamoto-Kihara, T.Okajima Y.Wada, M.Futai: "Subunit rotation in vacuolar-type Proton Pumping ATPase : Relative Rotation of G as to c Subunit"J.Biol.Chem.. 278. 23714-23719 (2003)
[Publications] G.-H.Sun-Wada, Y.Wada, M.Futai: "Vacuolar H^+ pumping ATPase in luminal acidic organelles and extracellular compartments : Common rotational mechanism and diverse physiological roles"J.Bioenerg.Biomemb.. 35. 347-358 (2003)
[Publications] I.Pelletier, T.Hashidate, T.Urashima, M.Futai, M.Hirashima, N.Nishi, T.Nakamura, K.Kasai, J.Hirabayashi: "Specific recognition of Leishmania major poly-b-galactosyl epitopes by galectin-9 : Possible implication of galectin-9 in interaction between L.major and host cells"J.Biol.Chem.. 278. 22223-22230 (2003)
[Publications] J.Suzuki, H.Ohnishi, A.Wada, T.Hirayama, H.Ohno, N.Ueda, H.Yasuda, T.Iiri, Y.Wada, M.Futai, H.Mashima: "Involvement of syntaxin 7 in human gastric epithelial cell vacuolation induced by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA."J.Biol.Chem.. 278. 25585-25590 (2003)
[Publications] T.Toyomura, Y.Murata, A.Yamamoto, T.Oka, G.-H.Sun-Wada, Y.Wada, M.Futai: "From lysosomes to plasma membrane : Localization of vacuolar type H+-ATPase with the a3 isoform during osteoclast differentiation."J.Biol.Chem.. 278. 22023-22030 (2003)
[Publications] G.-H.Sun Wada, Y.Kamei, Y.Wada, M.Futai: "Analysis of regulatory elements directing gut-specific expression of GATA6 gene during mouse early development."J.Biol.Chem.. (2004)
[Publications] A.N.Smith, R.Lovering, M.Futai, J.Takeda, D.Brown, F.E.Karet: "The vacuolar-type H+-ATPase : a revised nomenclature."Molecular Cell. (2004)
[Publications] S.Kodera, T.Okajima, H.Iwabuki, D.Kitaguchi, S.Kuroda, T.Yoshinobu, K.Tanizawa, M.Futai, H.Iwasaki: "Detection of protein-protein interactions on SiO2/Si surface by spectroscopic ellipsometry."Analytical Biochemistry. 321. 65-70 (2003)
[Publications] Sun-Wada, G-H, Wada, Y., Futai, M.: "Lysosome and lysosome-related organelles responsible for specialized functions in higher organisms."Cell Struct.Func.. (2004)
[Publications] G.-H.Sun Wada, Y.Murata, M.Namba, A.Yamamoto, Y.Wada, Y., Futai, M.: "Mouse proton pump ATPase C subunit Isoforms (C2-a and C2-b) specifically expressed in kidney and lung"J Biol Chem.. 278. 44843-44851 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

生物ナノ・モーター・プロトンポンプATPaseの作動機構

Principal Investigator

二井 將光 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)

Research Products

[Publications] G.-H.Sun-Wada, T.Yoshimizu, Y.Imai-Senga, Y.Wada, M.Futai: "Diversity of mouse proton-translocating ATPase : Presence of multiple isoforms of the C, d and G subunits"Gene. 302. 147-153 (2003)

[Publications] T.Hirata, A.Iwamoto-Kihara, T.Okajima Y.Wada, M.Futai: "Subunit rotation in vacuolar-type Proton Pumping ATPase : Relative Rotation of G as to c Subunit"J.Biol.Chem.. 278. 23714-23719 (2003)

[Publications] G.-H.Sun-Wada, Y.Wada, M.Futai: "Vacuolar H^+ pumping ATPase in luminal acidic organelles and extracellular compartments : Common rotational mechanism and diverse physiological roles"J.Bioenerg.Biomemb.. 35. 347-358 (2003)

[Publications] J.Suzuki, H.Ohnishi, A.Wada, T.Hirayama, H.Ohno, N.Ueda, H.Yasuda, T.Iiri, Y.Wada, M.Futai, H.Mashima: "Involvement of syntaxin 7 in human gastric epithelial cell vacuolation induced by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA."J.Biol.Chem.. 278. 25585-25590 (2003)

[Publications] T.Toyomura, Y.Murata, A.Yamamoto, T.Oka, G.-H.Sun-Wada, Y.Wada, M.Futai: "From lysosomes to plasma membrane : Localization of vacuolar type H+-ATPase with the a3 isoform during osteoclast differentiation."J.Biol.Chem.. 278. 22023-22030 (2003)

[Publications] G.-H.Sun Wada, Y.Kamei, Y.Wada, M.Futai: "Analysis of regulatory elements directing gut-specific expression of GATA6 gene during mouse early development."J.Biol.Chem.. (2004)

[Publications] A.N.Smith, R.Lovering, M.Futai, J.Takeda, D.Brown, F.E.Karet: "The vacuolar-type H+-ATPase : a revised nomenclature."Molecular Cell. (2004)

[Publications] S.Kodera, T.Okajima, H.Iwabuki, D.Kitaguchi, S.Kuroda, T.Yoshinobu, K.Tanizawa, M.Futai, H.Iwasaki: "Detection of protein-protein interactions on SiO2/Si surface by spectroscopic ellipsometry."Analytical Biochemistry. 321. 65-70 (2003)

[Publications] Sun-Wada, G-H, Wada, Y., Futai, M.: "Lysosome and lysosome-related organelles responsible for specialized functions in higher organisms."Cell Struct.Func.. (2004)

[Publications] G.-H.Sun Wada, Y.Murata, M.Namba, A.Yamamoto, Y.Wada, Y., Futai, M.: "Mouse proton pump ATPase C subunit Isoforms (C2-a and C2-b) specifically expressed in kidney and lung"J Biol Chem.. 278. 44843-44851 (2003)

二井將光大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)