大腸菌Na^+輸送の生理機能と他のカチオン輸送との機能協関

大肠杆菌Na^+转运的生理学及其与其他阳离子转运的功能关系

• 批准号: 09257207
• 负责人: 小林 弘
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09257207/
• 关键词: アルカリ性適応; 環境適応; Na^+; H^+ antiporter; 細菌; 大腸菌

大腸菌には3種のNa^+/H^+ antiporter、NhaA、NhaB、ChaAが知られており、その生理機能も多様であるとされてきた。即ち、(1)細胞内Na^+濃度調節、(2)細胞内pH調節、(3)Na^+に共役した輸送系の駆動、(4)エネルギーの貯蓄、等の機能が提唱されてきた。われわれは大腸菌のNa^+/H^+ antiporter は、細胞内Na^+濃度調節がその主たる生理機能であることを明かにした。では、なぜ細胞内のNa^+の濃度調節のためだけに他種類のNa^+/H^+ antiporter が必要なのか?われわれはこの点を明らかにする目的で以下の研究を行った。まず、3種のNa^+/H^+ antiporter の一つだけを持つ変異株を作成した。得られた変異株のNa^+排出活性と、生育のNa^+に対する耐性を各pHで調べた結果、(1)NhaBのみ持つ変異株は、pH8以下でのみNa^+排出活性が見られ、生育のNa^+に対する耐性もpH8以下で観察された。(2)ChaAのみ持つ変異株のNa^+排出活性はpH8以上で高く、pH6.5ではNa^+排出はまったく見られなかった。(3)これまで、アルカリ性においてのみ誘導されるとされてきたNhaAがpH6〜9の広範囲においてNa^+により誘導されることが示された。(4)ChaAはpH8以上のアルカリ性でNa^+により誘導されるが、NhaBの発現は培地のNa^+濃度やpHにほとんど影響されなかった。以上の結果より、pH8以上のアルカリ性ではChaA が、pH8以下ではNhaBが働き細胞内Na^+濃度を低く保っている。そして、細胞外のNa^+濃度が非常に高くなり、これらの輸送系では細胞内Na^+濃度を低く保てなくなると、NhaAが誘導され、NhaBもしくはChaAと共同して細胞内のNa^+を排出し、細胞内Na^+濃度を低く保っていることがわかった。このように、大腸菌は外部のpHおよびNa^+濃度によって、3種のNa^+/H^+ antiporterを使い分けており、その環境で最も効率のよい輸送系を使っていることがわかった。

Three の coliform に は Na + / H + antiporter ^ ^, NhaA, NhaB, ChaA が know ら れ て お り, そ の physiology も others more で あ る と さ れ て き た. Namely ち, (1) the intracellular Na ^ + concentration regulation, (2) the intracellular pH adjustment, (3) Na ^ + に し total service た conveyor is の 駆, (4) エ ネ ル ギ ー の case-dough, が の functions such as sing さ れ て き た. わ れ わ れ は coliform の Na + / H + antiporter ^ ^ は, intracellular Na ^ + concentration regulation が そ の main た る physiology で あ る こ と を Ming か に し た. で は, な ぜ intracellular の Na ^ + の concentration regulation の た め だ け に he types の Na + / H + antiporter ^ ^ が necessary な の か? The following で studies the を line った. The われわれ, われわれ, った, を points を, ら, にする purposes で. Youdaoplaceholder0, three kinds of <s:1> Na^+/H^+ antiporter まず - だけを だけを holding the を variant を to make <s:1> た. Have ら れ た - different strains の Na ^ + eduction active と, birth の Na ^ + に す seaborne る patience を each pH で adjustable べ た results, (1) NhaB の み hold つ variations under different plant は, pH8 で の み Na ^ + eduction active が see ら れ, birth の Na ^ + に す seaborne る patience も pH8 following で 観 examine さ れ た. (2) ChaA の み hold つ - different strains の Na ^ + eduction active は pH8 high above で く, pH6.5 で は Na ^ + eduction は ま っ た く see ら れ な か っ た. (3) こ れ ま で, ア ル カ リ sex に お い て の み induced さ れ る と さ れ て き た NhaA が pH6 ~ 9 の hiroo van 囲 に お い て Na ^ + に よ り induced さ れ る こ と が shown さ れ た. (4) ChaA は pH8 above の ア ル カ リ sex で Na ^ + に よ り induced さ れ る が, NhaB の 発 now は petty の Na ^ + concentration や pH に ほ と ん ど influence さ れ な か っ た. の above results よ り, pH8 above の ア ル カ リ sex で は ChaA が, under pH8 で は NhaB が 働 き intracellular Na ^ + low concentration を く bartender っ て い る. そ し て, extracellular の Na が ^ + concentration is very high に く な り, こ れ ら の conveying system で は intracellular Na ^ + low concentration を く bartender て な く な る と, NhaA が induced さ れ, NhaB も し く は ChaA と common し て in cells の Na + を し eduction, intracellular Na ^ ^ + low concentration を く bartender っ て い る こ と が わ か っ た. こ の よ う に, coliform は external の pH お よ び Na ^ + concentration に よ っ て, three の Na + / H + antiporter ^ ^ を make い points け て お り, そ の environment で most も sharper rate の よ い conveying system を make っ て い る こ と が わ か っ た.

项目成果

Tatsuya Sakuma: "pH dependence of the function of sodium ion extrusion systems in Escherichia coli" Biochimica et Biophysica Acta. (1998)

Tatsuya Sakuma：“大肠杆菌中钠离子挤出系统功能的 pH 依赖性”《生物化学与生物物理学学报》。