Stabilization of Folding of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Pump by the N-terminal Domain

N 末端结构域对肌浆网钙泵折叠的稳定

基本信息

  • 批准号:
    12680602
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1. The functional role of Cys876 and Cys888 in the luminal loop between 7^<th> and 8^<th> transmembrane helices of sarcoplasmic reticulum calcium pump was investigated. Isolation and sequencing of disufide-containing peptides from the pepsin-digest of the calcium pump showed that a disulfide bond is formed between these cysteines. All of C876A, C888A, and C876A/C888A mutants lacked Ca^<2+> transport activity, but their ATP hydrolysis was not inhibited. These results suggest that this disulfide bond play a role in stabilizing the enzyme structure important for coupling between ATP hydrolysis and Ca^<2+> transport.2. The cytoplasmic domains of calcium pump are small cytosolic (A), nucleotide binding (N), and phosphorylation (P) domains, which are conserved among P-type cation transporting ATPases. Movement of these domains during the ATPase reaction cycle was investigated by analyzing digestion-susceptibility of the loop connecting A with transmembrane domain (A-M loop) to proteinase K or V8 and digestion-susceptibility of A to trypsin. The results suggest that P, N, and A-M loop (but not A) gather in substrate bound enzyme (CaE/ATP) and Ca^<2+>-bound phosphoenzyme, and that all 3 domains gather to form the most compact structure by the phosphoenzyme isomerization to Ca^<2+>-unbound form (Ca^<2+>-translocating step), in which A rotate by about 90 ℃.3. It is known that Ca^<2+>-unbound calcium pump is rapidly denatured if solubilized with detergent, so that structural study of this state has not been easy. I previously reported that Mg^<2+> and fluoride bind to the enzyme very tightly to form an analog of Ca^<2+>-unbound phosphoenzyme. It was found that purified and C12E8-solubilized Mg^<2+>/F-bound calcium pump is completely active for at least 20 days without Ca^<2+>, and that this analog may be useful for crystallization.
1.研究了Cys876和Cys888在肌浆网钙泵第7次和第8次跨膜螺旋之间的管腔环路中的功能作用。对钙泵胃蛋白酶消化物中含有二硫键的肽进行分离和测序表明,这些半胱氨酸之间形成了二硫键。所有C876A、C888A和C876A/C888A突变体均缺乏Ca 2+ 转运活性,但它们的ATP水解未被抑制。这些结果表明,该二硫键在稳定酶结构方面发挥着作用,该酶结构对于ATP水解和Ca 2+ 运输之间的耦合很重要。2.钙泵的胞质结构域是小胞质 (A)、核苷酸结合 (N) 和磷酸化 (P) 结构域,这些结构域在 P 型阳离子转运 ATP 酶中是保守的。通过分析连接 A 与跨膜结构域(A-M 环)的环对蛋白酶 K 或 V8 的消化敏感性以及 A 对胰蛋白酶的消化敏感性,研究了 ATP 酶反应循环期间这些结构域的运动。结果表明,P、N和A-M环(而不是A)聚集在底物结合酶(CaE/ATP)和Ca^2+结合磷酸酶中,并且通过磷酸酶异构化为Ca^2+-非结合形式(Ca^2+-转位步骤),所有3个结构域聚集形成最紧凑的结构,其中A旋转约90℃。 3.已知Ca^2+-未结合的钙泵如果用洗涤剂溶解则迅速变性,因此该状态的结构研究并不容易。我之前报道过Mg 2+ 和氟化物与酶非常紧密地结合,形成Ca 2+ -未结合的磷酸酶的类似物。发现纯化的和C12E8溶解的Mg 2+ /F结合的钙泵在没有Ca 2+ 的情况下至少20天完全有活性,并且该类似物可用于结晶。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Danko, S., Daiho, T., Yamasaki, K., Kamidochi, M., Suzuki, H., and Toyoshima, C.: "ADP-insensitive Phosphoenzyme Intermediate of Sarcoplasmic Reticulum Ca^<2+>-APase Has a Compact Conformation Resistant to Proteinase K. V8 Protease and Trypsin"FEBS Letter
Danko, S.、Daiho, T.、Yamasaki, K.、Kamidochi, M.、Suzuki, H. 和 Toyoshima, C.:“肌浆网 Ca^<2 >-APase 的 ADP 不敏感磷酸酶中间体具有紧凑型
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山崎 和生: "Ca^<2+>非存在下での可溶化筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのATP, ADP, およびMg^<2+>による安定化とイオン強度の影響"生化学. 73・8. 881-881 (2001)
山崎和夫:“在没有 Ca^<2+> 的情况下,通过 ATP、ADP 和 Mg^<2+> 稳定溶解的肌浆网 Ca^<2+>-ATP 酶以及离子强度的影响”生物化学 73・。 8. 881-881 (2001)
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T.Daiho: "Deletions or specific substitutions of a few residues in the NH_2-terminal Ala3-Thr9 region of sarcoplasmic reticulum Ca^<2+>-ATPase cause inactivation and rapid degradation of the enzyme expressed in COS-1 cells"Na/K-ATPase and Related ATPases
T.Daiho:“肌浆网 Ca^2-ATP 酶的 NH_2 末端 Ala3-Thr9 区域中几个残基的删除或特定取代会导致 COS-1 细胞中表达的酶失活和快速降解”Na/K
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山崎 和生: "Ca^<2+>非存在下での可溶化筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのATP, ADP,およびMg^<2+>による安定化とイオン強度の影響"生化学. 73・8. 881-881 (2001)
山崎和夫:“在没有 Ca^<2+> 的情况下,通过 ATP、ADP 和 Mg^<2+> 稳定溶解的肌浆网 Ca^<2+>-ATP 酶以及离子强度的影响”生物化学 73・。 8. 881-881 (2001)
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加藤 早苗: "筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseのVal-200への変異導入はリン酸化中間体の迅速な異性化と加水分解を阻害する"生化学. 73・8. 881-881 (2001)
加藤早苗:“肌质网Ca ^ 2+ -ATP酶的Val-200的突变抑制磷酸化中间体的快速异构化和水解”生物化学73·8(2001)。
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