Na+,K+-ATPaseによるK+選択的結合機構の構造生物学的研究

Na+,K+-ATPase K+选择性结合机制的结构生物学研究

• 批准号: 21K06109
• 负责人: 金井 隆太
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06109/
• 关键词: Na+,K+-ATPase; 能動輸送; K+選択性; 電子顕微鏡単粒子解析; X線結晶構造解析; イオン選択性

Na+ポンプ(Na+,K+-ATPase)によるK+輸送機構、すなわち2個のK+がどのように選択的に結合するとともに脱燐酸化反応が進行するとともに、細胞外側ゲートが閉じて、細胞質側ゲートが開くのか、を原子レベルで明らかにすることを目的としている。今年度はK+を結合し、脱燐酸化した状態(E2.2K)のクライオ電顕構造を近原子分解能で得ることができた。さらにATPを結合したE2.2K状態(E2.2K.ATP)のクライオ電顕構造も低分解能だが得ることができた。これらの結果からK+を結合した後、どのように細胞外側ゲートを閉じるのか、その詳細が明らかになったほか、細胞質側ゲートのopeningに向けてどのような構造変化が起きるのか、が分かってきた。こうした変化について、同じイオンポンプであるCa2+-ATPaseと比べて、変化の方向性そのものはよく似ているものの、その度合いは大きく異なることが分かってきた。こうした両者の違いは対象とするイオンの存在量や達成すべき濃度勾配の違いに起因するものと考えられた。これらの成果は論文1報にまとめて報告している(R. Kanai, et al. (2022) FEBS Lett., 596(19):2513)。

Na+-ATPase (Na+,K+-ATPase) is a K+ transport mechanism, and both K+ and K + are bound to each other. Dephosphorylation is carried out on the outer side of the cell. The cytoplasmic side is open. The atomic side is open. This year, K+ binding, dephosphorylation (E2.2K) and near-atomic decomposition energy are obtained. ATP binding at E2.2K state (E2.2K.ATP) and its low decomposition energy. The result is that K+ is bound to the outside of the cell, and the structure is changed from the outside to the inside. Ca2 +-ATPase is a kind of enzyme that can be used to control the activity of Ca2 +-ATPase. The amount of the violation and the cause of the violation The results of this paper are reported in R. Kanai, et al. (2022) FEBS Lett., 596(19):2513)。

项目成果

パリトキシンを結合したNa+,K+-ATPaseの構造解析

Na+,K+-ATP 酶与海藻毒素结合的结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 金井隆太、Bente Vilsen;Flemming Cornelius;豊島近
• 通讯作者: 豊島近

Na+,K+-ATPase と脂質二重膜と の相互作用 の結晶学的解析

Na+,K+-ATP酶与脂质双层膜相互作用的晶体学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 金井隆太、Bente Vilsen;Flemming Cornelius;豊島近
• 通讯作者: 豊島近

Na+を結合した非燐酸化状態のNa+,K+-ATPaseの 結晶構造解析

非磷酸化 Na+,K+-ATPase 结合 Na+ 的晶体结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 金井隆太、Bente Vilsen;Flemming Cornelius;豊島近
• 通讯作者: 豊島近