赤血球膜タンパク質band3の構造解析

Band 3タンパク質は真核生物においてのみ保存されているアニオントランスポーターであり、主な機能として赤血球膜上では外の塩素イオンと内の炭酸イオンの交換を行っている。このアニオントランスポーターの機能はこのband3蛋白質の膜貫通ドメインがイオン分子を認識することによるダイナミックな構造変化が関わっており、band3分子の構造がその機能に深くかかわっていることを示している。本研究の目的はBand3の研究を基盤としたポリトピック型アニオントランスポーターの構造またそれに伴った機能の解明である。そのため我々は具体的に以下のような目的をもって研究を行った。1)Band3タンパク質の立体構造解析、2)膜貫通領域peptideの存在状態、3)赤血球膜の老化に伴うタンパク質の構造変化、以上である。1)に関しては、高濃度に精製できる条件、結晶化条件を検討し、現在、低分解能ながら3次元結晶化条件を決定した。今後もさらに分解能を上げるべく条件検討を行っていく。また2)、3)に関しては、赤血球膜タンパク質バンド3のほとんどすべての膜貫通領域(gly361〜val911)のトリプシン消化ペプチドを高感度なMALDI-TOF/MSとLC/MSを利用し、簡便に検出できる系を確立した。その際に、赤血球膜の老化に関わる一つの因子であるメチオニンの酸化をLC/MSを用いて定量的に検出できる方法も確立した。さらに化学修飾とBand3タンパク質のペプチドの検出方法を利用し、アニオントランスポート活性に必須なアミノ酸を同定した。さらにこのペプチドの検出方法はバンド3タンパク質だけでなく、その他の赤血球膜タンパク質の膜貫通ペプチドの検出にも応用できることもわかった。これらの結果は現在論文として投稿し、その一部は国際雑誌Biochemistryに受理された。

Band 3タンパク質は真核生物においてのみ保存されているアニオントランスポーターであり、主な機能として赤血球膜上では外の塩素イオンと内の炭酸イオンの交換を行っている。このアニオントランスポーターの機能はこのband3蛋白質の膜貫通ドメインがイオン分子を認識することによるダイナミックな構造変化が関わっており、band3分子の構造がその機能に深くかかわっていることを示している。本研究の目的はBand3の研究を基盤としたポリトピック型アニオントランスポーターの構造またそれに伴った機能の解明である。そのため我々は具体的に以下のような目的をもって研究を行った。1)Band3タンパク質の立体構造解析、2)膜貫通領域peptideの存在状態、3)赤血球膜の老化に伴うタンパク質の構造変化、以上である。1)に関しては、高濃度に精製できる条件、結晶化条件を検討し、現在、低分解能ながら3次元結晶化条件を決定した。今後もさらに分解能を上げるべく条件検討を行っていく。また2)、3)に関しては、赤血球膜タンパク質バンド3のほとんどすべての膜貫通領域(gly361〜val911)のトリプシン消化ペプチドを高感度なMALDI-TOF/MSとLC/MSを利用し、簡便に検出できる系を確立した。その際に、赤血球膜の老化に関わる一つの因子であるメチオニンの酸化をLC/MSを用いて定量的に検出できる方法も確立した。さらに化学修飾とBand3タンパク質のペプチドの検出方法を利用し、アニオントランスポート活性に必須なアミノ酸を同定した。さらにこのペプチドの検出方法はバンド3タンパク質だけでなく、その他の赤血球膜タンパク質の膜貫通ペプチドの検出にも応用できることもわかった。これらの結果は現在論文として投稿し、その一部は国際雑誌Biochemistryに受理された。