Na^+輸送性V-ATPaseイオン通路部分V_0の構造と機能に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672272
• Research Institution: MURORAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 柿沼 喜己 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (80134394)
• Keywords: V-ATPase / ナトリウム / イオン / 腸内連鎖球菌

Research Abstract

腸球菌V-ATPaseのイオン輸送に関わる膜内在性部分V0は、イオン結合部位を有するNtpK回転ローター部分とイオン通路を形成しているNtpIサブユニットから構成されている。イオン通路としてのNtpIサブユニットの働きには、そのArg573残基が極めて重要な役割を担うことを昨年度明らかにした。今年度はその周辺の残基の役割を明らかにするために、変異導入等によりさらに解析を進めた。
各種置換変異の導入により、Y571,L574,L577、E634がイオン輸送活性に必須であることを明らかにした。H626は必須ではないが、イオン輸送活性及びATP加水分解活性に極めて重要であることもわかった。これら5つの残基は細菌型V-ATPaseのNtpIサブユニットに共通に保存されているものであった。またF-ATP合成酵素のイオン通路部分サブユニットaにおいて、イオン輸送に重要であると指摘されているヒスチジン残基、グルタミン酸残基に、これらが相当する可能性も示唆された。一方、システイン置換変異を利用した化学架橋剤実験の結果より、Arg573が存在するNtpIの第7膜貫通部分の膜表面部分からC末端の親水性部分に、これらの5つの残基が分布していることも示唆された。E634,H626の膜貫通部分における局在性に関しては、F-ATP合成酵素とわずかながら相違があるものの、V-ATPase及びF-ATP合成酵素に共通するArg573周辺の重要なアミノ酸残基が同定された。

Research Products

• [Publications] Murata T. et al.: "Nucleotide-Binding Sites in V-Type Na+-ATPase from Enterococcus hirae"J. Biochem (Tokyo). 132. 789-794 (2002)
• [Publications] Kawano, M. et al.: "Isolation of Enterococcus hirae mutant deficient in low-affinity potassium uptake at alkaline pH"Biosci Biotechnol Biochem.. 66. 1597-2000 (2002)
• [Publications] Yasumura, K. et al.: "Promoter analysis of the sodium-responsive V-ATPase (ntp) operon in Enterococcus hirae"Arch Microbiol.. 178. 172-179 (2002)
• [Publications] Kawano, M. et al.: "Arginine residue at position 573 in Enterococcus hirae vacuolar-type ATPase NtpI subunit plays a crucial role in Na+ translocation"J Biol Chem.. 277. 24405-24410 (2002)
• [Publications] Murata, T. et al.: "The membrane domain of the Na+ motive V-ATPase from Enterococcus hirae contains a heptameric rotor"J Biol Chem.. 278(印刷中). (2003)