Na^+/H^+交換輸送蛋白質NhaAのpHセンサー機構の解明

阐明Na^+/H^+交换转运蛋白NhaA的pH传感器机制

• 批准号: 13780503
• 负责人: 井上 弘樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780503/
• 关键词: Na^+; H^+交換輸送蛋白質; NhaA; Nha1; NHE; CHP2; イオン輸送; 分子生物学; pH依存性; ナトリウムイオン; 水素イオン; 大腸菌; H.pylori

細菌から高等動植物まで生物に広く存在するNa+/H+交換輸送蛋白質は細胞膜内外のNa+とH+を交換輸送することにより細胞内pHやNa+濃度を調節し,その結果,細菌および植物の高塩環境適応や高等動物の細胞増殖,細胞体積の調節などに関わる極めて重要な因子である。これらの現象にはNa+/H+交換輸送蛋白質の厳密な制御が不可欠であるが,その活性制御やイオン輸送の分子機構は未だ十分に解明されていない。本研究では,Na+/H+交換輸送蛋白質の中でも,主に細菌由来のNhaAについてその制御機構を解析した。加えて,酵母由来のNha1,高等動物(ラット)のNHEについても類似の側面から解析を行った。大腸菌NhaAと胃潰瘍の原因菌H.pylori菌NhaAは高い相同性をもつが,そのpHによる活性変化が大きく異なる。両者のキメラ蛋白質を作ることでその原因領域を同定した(J.Biochem.129,569)。さらに,ランダム変異導入により大腸菌NhaA様に活性が変化した変異体を多数分離した。特に,重要な領域についてはCys走査変異法でそのトポロジーを解析した(投稿準備中)。酵母Nha1については,交換輸送をおこなう膜貫通領域に加えて細胞質に突出した細胞質領域が存在するが,分類学上離れた酵母種から多数Nha1をクローン化し,一次配列の比較と欠失変異体の解析により,細胞質領域に機能的に重要な領域があることを見出した(J.Biochem.131,821)。高等動物のNHEについては,同じく細胞質領域に結合し,その輸送活性を制御する因子CHP2を新たに同定した。CHP2は腸管上皮細胞および腎臓近位尿細管上皮細胞で高発現しており,NHEの重要な機能の一つであるNa+の吸収(再吸収)に関与していることが示唆された(Biol.Pharm.Bull.26,148)。

Na +/H+ exchange and transport of proteins in higher animals and plants is an important factor in regulating intracellular pH and Na+ concentration. This phenomenon is related to Na+/H+ exchange and protein transport. The molecular mechanism of Na+/H+ exchange and protein transport is not fully understood. In this study,Na+/H+ exchange transport protein in the middle, mainly bacteria origin and control mechanism of NhaA. Add, yeast origin Nha1, higher animals () NHE Similar bottom Escherichia coli NhaA and H.pylori NhaA are highly homologous, and their pH and activity vary greatly. The cause of protein production is the same (J. Biochem. 129, 569). Today, most of the isolates were isolated from Escherichia coli NhaA. In particular, important areas are being examined in different ways by Cys (preparation of submission). Yeast Nha1 is isolated from most yeast species taxonomically, and the analysis of primary alignment is incomplete, and the analysis of cytoplasmic domain functions is important (J. Biochem. 131, 821). In higher animals, NHE is the same as the cytoplasmic domain, and its transport activity is controlled by CHP2. CHP2 is highly active in intestinal epithelial cells and renal proximal urinary tubule epithelial cells, and is associated with Na+ uptake (reuptake), an important function of NHE (Biol.Pharm.Bull.26,148).

项目成果

Kamauchi, S., Mitsui, K., Ujike, S., Haga M., Nakamura, N., Inoue, H., Sakajo, S., Ueda M., Tanaka, A., Kanazawa, H.: "Structurally and functionally conserved domains in the diverse hydrophilic carboxy-terminal halves of various yeast and fungal Na+/H+ an

Kamauchi, S.、Mitsui, K.、Ujike, S.、Haga M.、Nakamura, N.、Inoue, H.、Sakajo, S.、Ueda M.、Tanaka, A.、Kanazawa, H.：“结构上

Matsumoto, M., Miyake, Y., Nagita, M., Inoue, H., Shitakubo, D., Takemoto, K., Ohtsuka, C., Murakami, H., Nakamura, N., Kanazawa, H: "A novel serine/threonine kinase which causes apoprosis interacts with a calcineurin B like protein (CHP / p22) capable of

松本 M.、三宅 Y.、懋田 M.、井上 H.、Shitakubo, D.、竹本 K.、大冢 C.、村上 H.、中村 N.、金泽 H：“

Hayami, K., Noumi, T, Inoue H., Sun-Wada, G, Yoshimizu, T., Kanazawa, H.: "The murine genome contains one functional gene and two pseudogenes coding for the 16 kDa proteolipid subunit of vacuolar H+-ATPase"Gene. 273. 199-206 (2001)

Hayami, K.、Noumi, T、Inoue H.、Sun-Wada, G、Yoshimizu, T.、Kanazawa, H.：“小鼠基因组包含一个功能基因和两个编码液泡 H 的 16 kDa 蛋白脂质亚基的假基因