新規プロトン輸送ピロホスファターゼの結晶構造解析と展開研究

新型质子转运焦磷酸酶的晶体结构分析及开发研究

• 批准号: 19042012
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 3.71万
• 依托单位: Nagoya 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19042012/
• 关键词: イオンポオンプ; プロトンポンプ; H^+-ピロホスファターゼ; 液胞膜; 機能ドメイン; リン酸化; エネルギー共役; H^+輸送ピロホスファターゼ; 亜鉛輸送体; イオン交換輸送体

新規なエネルギー転換酵素であるH^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)は、植物液胞膜および原生動物細胞の内膜系、古細菌細胞膜に局在し、高分子合成の副産物として供給されるピロリン酸(PPi)を加水分解して得られるエネルギーを利用し、プロトンを能動的に膜輸送する。既知のF型、V型、P型ATPaseとは一次構造、基質ともに全く異なる新しいイオンポンプである。この分子について、構造を基盤とする作動機構の解明を進め、次の知見を得た。(1)N端およびC端領域は,生物種により配列も長さも大きく異なる。N端に欠落は酵素機能を完全に失わせ、C端側の親水性領域は一部を欠失しても酵素機能を維持できる。(2)プロテオミクス解析により検出されるリン酸化アミノ酸が機能調節に関わるか否かを検討したところ、リン酸化されている可能性はほとんどないこと、またリン酸化アミノ酸を模擬するアミノ酸への置換によっても、活性への影響は見られず、現時点では、リン酸化による酵素機能の調節はないと判定した。(3)数千の変異型H^+-PPaseの中から,基質加水分解活性に比してプロトン輸送活性が高い変異型酵素を得た。基質への親和性は変化せず、H^+/PPi比が高い作動様式を示すものと判断された。これらの知見に加えて、(4)H^+-PPaseを利用してPPi濃度を測定する技術基盤も検討し、組織抽出液をサンプルとした場合であっても、数μM程度のPPiを検出可能な方法を開発した。

The new regulation of H +-PPase, the membrane system of protozoa and archaea, the by-product of polymer synthesis, the hydrolysis of PPi, the utilization of PPi, and the active membrane transport of PPi. F-type, V-type and P-type ATPases are known to have different primary structures and substrates. The molecular structure, the structure, the actuating mechanism, the understanding, the understanding and the understanding are obtained. (1)N The end of the C terminal field is opposite, and the biological species is matched with each other. N-terminal enzyme function is completely lost, C-terminal hydrophilic domain is partially lost, enzyme function is maintained. (2)The analysis of enzyme activity shows that there is a possibility that the enzyme activity may be affected by acid substitution, and that the enzyme activity may be affected by acid substitution. (3)Thousands of isoforms of H^+-PPase were found in the medium, and the substrate hydrolysis activity was higher than that of the transport activity. The affinity of the matrix is determined by the change of the H^+/PPi ratio. This knowledge is added to (4)H^+-PPase and PPi concentration determination technology base, tissue extract solution and other occasions, PPi detection method is developed.

项目成果

Characterization of a tobacco TPK-type K^+ channel as a novel tonpplast K^+ channel using yeast tonoplast.

使用酵母液泡膜将烟草 TPK 型 K^ 通道表征为新型液泡膜 K^ 通道。

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Biological Chemistry 283
• 作者: Hamamoto;S.
• 通讯作者: S.

A hydrophilic cation-binding protein of Arabidopsis thaliana AtPCaP1 is localized to plasma membrane via N-myristoylation and association with phosphatidylinositol phosphates, PtdIns(3, 4, 5)P_3 and PtdIns(3, 5)P_2

拟南芥 AtPCaP1 的亲水性阳离子结合蛋白通过 N-肉豆蔻酰化并与磷酸磷脂酰肌醇 PtdIns(3, 4, 5)P_3 和 PtdIns(3, 5)P_2 结合定位于质膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: FEBS Journal 275
• 作者: Nagasaki;N.
• 通讯作者: N.

Structure-function relationship and physiological meanings of H^+-pyrophosphatase.

H^-焦磷酸酶的结构-功能关系及生理意义。

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirono;M.;Segami;S.;Muto;Y.;Kawachi;M.;Maeshima M.
• 通讯作者: Maeshima M.

AtHMA1 contributes to detoxification of excess Zn(II)in Arabidopsis

AtHMA1 有助于拟南芥中过量 Zn(II) 的解毒

• 发表时间: 2009
• 期刊: Plant Journal 58
• 作者: Kim;Y.-Y.;et al.
• 通讯作者: et al.

A mutant strain Arabidopsis that lacks vacuolar membrane zinc transporter MTP1 revealed the latent tolerance to excessive zinc

缺乏液泡膜锌转运蛋白MTP1的拟南芥突变株显示出对过量锌的潜在耐受性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Plant and Cell Physiology 50
• 作者: Kawachi;M.;et al.
• 通讯作者: et al.