4量体H/K-ATPaseの構造機能連関〜4量体構造の生理的意義の解明〜

四聚体 H/K-ATPase 的结构与功能关系 ~ 阐明四聚体结构的生理意义 ~

• 批准号: 05J01307
• 负责人: 阿部 一啓
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J01307/
• 关键词: H; K-ATPase; 二次元結晶; 極低温電子顕微鏡; P-type ATPase; Oligomeirc enzyme; 電子線結晶学

豚胃より精製したH^+,K^+-ATPaseを用いて二次元結晶を作成し、極低温電子顕微鏡による構造解析を行った。幾つかの異なる反応中間体での結晶を得ることに成功し、このうち二つの状態(E1,E1P-ADP)での構造を比較した。トリプシン限定消化による構造の類推と合わせて、これまでP型ATPaseで考えられていた、細胞質ドメインの大きな構造変化は、H^+,K^+-ATPaseにおいては起こらないことを示した。この結果は雑誌論文に掲載予定である(Nishiawa,T., et. al.2008 J.Struct.Biol., in press)。また、E2P状態での構造に関して、8Å分解能での立体構造解析に成功した。この構造から、αβサブユニットの相互作用や、阻害剤が結合すると考えられるキャビティーの存在を見出した。特にβサブユニットとαサブユニットの相互作用はE2P状態を安定化させるのに寄与しており、長年の疑問であったH^+,K^+-ATPaseの強いE2P嗜好性を説明する相互作用であると考えられる。このことは、H^+,K^+-ATPaseのイオン輸送サイクルにおける逆反応が進行しにくいことを示しており、このイオンポンプが作り出す真核生物で最大の濃度勾配(100万倍以上)を達成するための逆止弁としての働きがあると考えられる。変異体の解析結果と合わせて、現在論文準備中である。以上本研究によって、H^+,K^+-ATPaseが分子内に備えるH^+逆流防止の為の構造基盤を示すことができた。

H^+,K^+-ATPase was refined by secondary crystallization, and its structure was analyzed by cryogenic electron microscopy. A comparison of the structure of the intermediate, the The structure of the P-type ATPase is similar to that of the H^+,K^+-ATPase. The results of this paper are published in Nishiawa,T., et. al.2008 J.Struct.Biol., in press)。E2P state is related to the structure, and 8-D decomposition is successful in analyzing the three-dimensional structure. The structure of the structure, the interaction between αβ and α β, and the existence of α β and α β are revealed. The interaction between β-ATPase and α-ATPase stabilizes the E2P state and explains the strong E2P preference of H^+,K^+-ATPase. The reverse direction of the H^+,K^+-ATPase transport system is in progress, and the maximum concentration of eukaryotes (more than 1 million times) is achieved. The result of the analysis of the variant is now in preparation. The above results show that the molecular structure of H^+,K^+-ATPase is the basis for the prevention of H^+ countercurrent.

项目成果

K^+-induced Change in Oligomeric Assembly of C_<12>E_8-solubilized Pig Gastric H/K-ATPase Observed by Single-molecule Detection Techniques

通过单分子检测技术观察K^诱导的C_12E_8溶解的猪胃H/K-ATP酶寡聚组装的变化

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Journal of General Physiology 126
• 作者: Kan Tanoue;Shunji Kaya;Yutaro Hayashi;Kazuhiro Abe;Toshiaki Imagawa;Kazuya Taniguchi;Kazuyasu Sakaguchi;Takao Suyama;Kazuhiro Abe;Takao Suyama;Kazuhiro Abe
• 通讯作者: Kazuhiro Abe

イオン輸送ポンプ分子活性と四量体構造との相関〜胃H^+,K^+ATPaseの一分子蛍光観察を中心として〜

离子转运泵分子活性与四聚体结构的相关性~重点关注胃H^+,K^+ATPase的单分子荧光观察~

• 发表时间: 2007
• 期刊: 生化学 79
• 作者: 阿部 一啓;嘉屋 俊二
• 通讯作者: 嘉屋 俊二

New Evidence for ATP Binding Induced Catalytic Subunit Interactions in Pig Kidney Na/K-ATPase

猪肾 Na/K-ATP 酶中 ATP 结合诱导催化亚基相互作用的新证据

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Biochemistry (Tokyo) 140
• 作者: Kan Tanoue;Shunji Kaya;Yutaro Hayashi;Kazuhiro Abe;Toshiaki Imagawa;Kazuya Taniguchi;Kazuyasu Sakaguchi
• 通讯作者: Kazuyasu Sakaguchi

Evidence for a Relationship between Activity and the Tetraprotomeric Assembly of Solubilized Pig Gastric H/K-ATPase

溶解型猪胃 H/K-ATP 酶活性与四原体组装之间关系的证据

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Journal of Biochemistry (Tokyo) 138
• 作者: Kan Tanoue;Shunji Kaya;Yutaro Hayashi;Kazuhiro Abe;Toshiaki Imagawa;Kazuya Taniguchi;Kazuyasu Sakaguchi;Takao Suyama;Kazuhiro Abe
• 通讯作者: Kazuhiro Abe

Structural analysis of 2D crystals of gastric H+,K+-ATPase in different states of the transport cycle

• DOI: 10.1016/j.jsb.2007.12.005
• 发表时间: 2008-05-01
• 期刊: JOURNAL OF STRUCTURAL BIOLOGY
• 影响因子: 3
• 作者: Nishizawa, Tomohiro;Abe, Kazuhiro;Fujiyoshi, Yoshinori
• 通讯作者: Fujiyoshi, Yoshinori