2012 Fiscal Year Annual Research Report
トランスポーターにおけるＡＴＰ駆動力共役メカニズムの立体構造基盤
Publicly Offered Research
| Project Area | Water plays a key role in ATP hydrolysis and ATP-driven functions of proteins |
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| Project/Area Number |
23118709
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
加藤 博章 京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (90204487)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ATP / ABCトランスポーター / 膜タンパク質 / X線結晶解析 / 立体構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. CmABCB1のX線結晶解析
昨年度実施した部位特異的変異導入によって得られたCmABCB1を用いて「内向型構造」の結晶化を行ったところ、高分解能（2.7オングストローム）の結晶が得られ、その結晶構造の決定を行うことができた。次いで、昨年度に引き続き、外向型構造を固定化するための部位特異的変異導入と新たに入手した阻害剤との複合体を調製することにより、外向型構造の結晶化を試みた。その結果、3.5 オングストローム分解能の結晶が得られたものの、当初狙った外向型構造ではなく、全体が細くなった想定外の立体構造が明らかとなった。
2. 結晶構造に基づいたATP駆動力伝達機構の解明
連結ヘリックス(IH1, IH2)の役割の構造基盤の解明を行った。すなわち、IH1、IH2のうち、機能に必須であることが同定されたアミノ酸残基をAlaへと置換して、ATP水解への影響を解析することにより、連結ヘリックスがヌクレオチド結合ドメインを駆動するメカニズムを推定した。これについては、アミノ酸変異の影響について、分子動力学計算による解析も櫻井（東工大）との共同研究により実施した。さらに、ATP駆動力に対する水分子の影響の解析を行った。すなわち、これまでの立体構造解析と生化学的な機能解析から明らかとなったATP駆動力共役メカニズムについて、リン脂質分子中に存在するトランスポーターが水分子によって受ける影響について、物理化学的な観点からの解明を試みた。その結果、基質の取り込みと排出には、エントロピーによる駆動力が重要な役割をしていることが示唆された。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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