Elucidation of sodium translocation mechanism of Na+-pumping NADH-ubiquinone oxidoreductase from Vibrio cholerae

霍乱弧菌 NaDH-泛醌氧化还原酶钠转运机制的阐明

• 批准号: 22K14837
• 负责人: 桝谷 貴洋
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14837/
• 关键词: 呼吸鎖酵素; ユビキノン; Cryo-EM; コレラ菌; ケミカルバイオロジー; 呼吸鎖; NADH-キノン酸化還元酵素; ナトリウム輸送

ナトリウムイオン輸送型NADH-キノン酸化還元酵素（NQR）は、基質の酸化還元と共役してナトリウムイオンの能動輸送を行う膜タンパク質複合体である。2022年度は基質の酸化還元とナトリウムイオン輸送の共役メカニズムを調べるため、様々な側鎖構造を有するキノン類を合成し、活性を評価した。活性評価にはコレラ菌由来NQRを再構成したプロテオリポソームを用い、キノン類ごとの還元活性と膜電位形成を定量的に測定した。その結果、炭素鎖が３つよりも短い側鎖を有するキノン類では還元は観察されるにも関わらず、ナトリウムイオンが輸送されないことがわかった。この知見は、キノンの側鎖構造が輸送に決定的な役割を担っていることを意味するものであった。次にキノン還元とナトリウムイオン輸送の共役メカニズムを明らかにするために、NQRとキノンの結合状態を調べることとした。その予備段階として、キノン非結合型のNQRの構造をcryo-EMを用いた単粒子解析法による構造解析を実施し、3.1Å分解能で構造を決定した。

NQR is a transport-type NADH-reducing enzyme (NQR) that acts as an active transport agent for substrate acidification. In 2022, the acidification of the matrix was evaluated by the synthesis and activity of the side lock structure. Activity evaluation: NQR re-composition: NQR As a result, the carbon lock has a short side lock, and the carbon lock has a short side lock. This knowledge of the side lock structure determines the transmission of the product. Next, the joint service management system for coin return and Nacht transport will be clearly established, and the combination status of NQR and coin will be adjusted. The structure of the non-associative NQR is determined by cryo-EM, and the structure analysis is performed by 3.1-D decomposition.

项目成果

コレラ菌Na+輸送性NADH-ユビキノン酸化還元酵素におけるユビキノン側鎖の結合部位の同定

霍乱弧菌Na+转运NADH-泛醌氧化还原酶中泛醌侧链结合位点的鉴定

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川 萌;桝谷 貴洋;村井 正俊;Nicole L. Butler;Blanca Barquera;三芳 秀人
• 通讯作者: 三芳 秀人

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ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iにおける脱共役ユビキノン類の作用機構

非结合泛醌在线粒体呼吸链复合物-I 中的作用机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 越高 知生;富澤 康平;桝谷 貴洋;村井 正俊;三芳 秀人
• 通讯作者: 三芳 秀人

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ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iを阻害するアセトゲニンの結合部位の同定

抑制线粒体呼吸链复合物-I 的 acetogenin 结合位点的鉴定

• 发表时间: 2023
• 作者: 西田美咲;桝谷貴洋;村井正俊;三芳秀人
• 通讯作者: 三芳秀人