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2018 Fiscal Year Annual Research Report

胃プロトンポンプの構造生理学研究

Research Project

Project/Area Number 17H03653
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

阿部 一啓  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 准教授 (60596188)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords胃 / P型ATPase / 膜タンパク質 / X線結晶構造解析
Outline of Annual Research Achievements

昨年度は胃プロトンポンプ初となる原子分解能の構造解析を達成し、どのようにしてH+が強酸性である胃に押し出されるのかが分子レベルで理解できた(Abe et al., 2018, Nature)。しかしながら、得られた構造は輸送反応サイクルの一状態であり、ダイ
ナミックに変化するこのポンプの作動機構解明には、少なくとも複数個の別な反応中間体の構造解析が必要である。
本年度は、対向輸送イオンであるK+の結合構造の解析に注力した。この為に最適な基質及びアナログの検討によって、AlF, MgFと、K+, Rb+の組み合わせ条件下で結晶が得られ、幾つかの構造が分解能2.5A程度で決定できた。胃プロトンポンプがどのようにK+を特異的
に認識しているか、またK+の結合によってどのような構造変化が誘起されるかを理解するために、変異体による機能解析を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当該年度も初年度とは異なる反応中間体の構造解析に成功しており、当初の計画以上に順調に計画が進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

輸送機構の理解の為、複数の反応中間体の構造解析を進めていく。
また、アイソフォーム特異的なメカニズムの理解のために、non-gastric HKATPase alpha2の構造解析に着手していく。

  • Research Products

    (9 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Southern Denmark(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      University of Southern Denmark
  • [Journal Article] Crystal structures of the gastric proton pump2018

    • Author(s)
      Abe Kazuhiro、Irie Katsumasa、Nakanishi Hanayo、Suzuki Hiroshi、Fujiyoshi Yoshinori
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 556 Pages: 214~218

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0003-8

  • [Journal Article] K+ binding and proton redistribution in the E2P state of the H+, K+-ATPase2018

    • Author(s)
      Dubey Vikas、Han Minwoo、Kopec Wojciech、Solov’yov Ilia A.、Abe Kazuhiro、Khandelia Himanshu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-30885-w

  • [Presentation] 胃の強酸性化の分子メカニズム ‐胃プロトンポンプの結晶構造解析2018

    • Author(s)
      阿部一啓
    • Organizer
      生体エネルギー研究会
    • Invited
  • [Presentation] Crystal structures of the gastric proton pump2018

    • Author(s)
      Abe K
    • Organizer
      AsCA
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 胃の強酸性化の秘密2018

    • Author(s)
      阿部一啓
    • Organizer
      創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業 平成30年度BINDS公開シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 胃プロトンポンプの結晶構造によって明らかになったH+排出機構2018

    • Author(s)
      阿部一啓
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Structural basis for the H+ extrusion and the transport stoichiometry of the gastric proton pump2018

    • Author(s)
      Abe K
    • Organizer
      Frontiers in P-type ATPase Research 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 細胞生理学研究センター

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/BasicBiol/kabe/2018_HP_Abe.pdf

URL: 

Published: 2019-12-27  

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