膜タンパク複合体の構造形成および機能発現の生物物理化学

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1. 高度好塩菌Natronomonas pharaonisには,緑-青から逃げる負の走光性の光レセプターであるファラオニスフォボロドプシン(pharaonis phoborhodopsin, ppRと略す)が存在する.好塩菌の膜中では,トランスジューサいう膜タンパク(pHtrIIと略す)と結合している.ppRとpHtrIIとは水素結合を介して結合し,その水素結合に関与するアミノ酸残基を同定した.一方,高度好塩菌には光Clポンプであるハロロドプシン(NpHR)が存在している.そこで,NpHRの変異体を作製し,pHtrIIと結合できるようにした.その結果,結合体のNpHRはClイオンポンプ能を失うことを発見した.閃光光分解の実験から,イオンポンプを失う機構を考察した.2. NpHRは,界面活性剤であるn-dodecyl-β-maltosideで可溶化した条件下でも,3量体を形成している.モノマーに解離する変異体の作製に成功した.NpHRでは,N中間体はClが結合した状態であり,0中間体はClが解離した状態であると考えられている.そして,Nと0は平衡にあると考えられている.即ち,この平衡はCl濃度に依存している.Clの解離定数は,単量体と3量体では大きく異なった.また,低塩濃度下における安定性は,3量体のほうが勝っていた.3. EmrEは大腸菌膜に存在する多剤排出輸送体である.ホモダイマーで存在することが明らかになっている.この輸送体の膜内でのトポロジーには論争があった.すなわち,2量体が平行に存在しているという説と逆平行であるという説である.逆平行で存在していることを証明した.逆平行であることの生理的意義は将来の問題である.