Na+/H+交換輸送体複合体の構造と細胞膜・細胞骨格との相互作用

動物細胞由来のNa+/H+交換輸送体NHE1はあらゆる組織に普遍的に存在し、Na+濃度勾配をエネルギーとしてH+を排出することで細胞内pHなどの調節を行う。またNHE1はアクチン結合蛋白質であるERM蛋白質と直接相互作用することでアクチンフィラメントを細胞膜直下に固定しており、この相互作用はNHE1の局在と細胞骨格系の制御において必須である。これらNHE1の機能は全てNHE1のC末端細胞質ドメインを中心とした膜輸送分子複合体形成によって複雑に制御されている。そこで本研究ではNHE1のC末端細胞質ドメインと様々な制御因子群からなる膜輸送分子複合体の立体構造をNMRおよびX線によって決定し、NHE1の活性化と細胞骨格系の制御機構に構造的な基盤を与えることを目的とした。また上皮細胞においてNHE3膜輸送分子複合体形成を担うNa+/H+交換輸送体制御因子NHERFについてもその複合体の構造生物学研究を行うこととした。平成19年度はNHE1-ERM蛋白質複合体およびNHE1-CHP1-ERM蛋白質複合体の立体構造解析を試みた。ERM蛋白質が結合すると考えられるNHE1領域については分解性が強いため、これら分解性のペプチドを効率よく発現精製可能な系を立ち上げた。そこでNHE1とERM蛋白質との相互作用のNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られず、弱い相互作用であることが示唆された。また同様にNHE1、CHP1、ERM蛋白質の3者の相互作用についてNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られなかった。

動物細胞由来のNa+/H+交換輸送体NHE1はあらゆる組織に普遍的に存在し、Na+濃度勾配をエネルギーとしてH+を排出することで細胞内pHなどの調節を行う。またNHE1はアクチン結合蛋白質であるERM蛋白質と直接相互作用することでアクチンフィラメントを細胞膜直下に固定しており、この相互作用はNHE1の局在と細胞骨格系の制御において必須である。これらNHE1の機能は全てNHE1のC末端細胞質ドメインを中心とした膜輸送分子複合体形成によって複雑に制御されている。そこで本研究ではNHE1のC末端細胞質ドメインと様々な制御因子群からなる膜輸送分子複合体の立体構造をNMRおよびX線によって決定し、NHE1の活性化と細胞骨格系の制御機構に構造的な基盤を与えることを目的とした。また上皮細胞においてNHE3膜輸送分子複合体形成を担うNa+/H+交換輸送体制御因子NHERFについてもその複合体の構造生物学研究を行うこととした。平成19年度はNHE1-ERM蛋白質複合体およびNHE1-CHP1-ERM蛋白質複合体の立体構造解析を試みた。ERM蛋白質が結合すると考えられるNHE1領域については分解性が強いため、これら分解性のペプチドを効率よく発現精製可能な系を立ち上げた。そこでNHE1とERM蛋白質との相互作用のNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られず、弱い相互作用であることが示唆された。また同様にNHE1、CHP1、ERM蛋白質の3者の相互作用についてNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られなかった。