重金属輸送性P型ATPアーゼにおける基質選択性およびその反応サイクルの構造的基盤

重金属转运P型ATP酶底物选择性及其反应循环的结构基础

• 批准号: 07J09490
• 负责人: 服部 素之
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo (2009)Tokyo Institute of Technology (2007-2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J09490/
• 关键词: 構造生物学; 膜タンパク質; マグネシウム; イオンチャネル; 結晶構造解析

生体内の銅ホメオスタシスを担う銅輸送性P型ATPアーゼの反応サイクルの構造的基盤を明らかにすべく、高度好熱菌T.thermophilus HB27由来銅輸送性P型ATPアーゼCopB(TtCopB)のX線結晶構造解析を試みた。しかしながら、現在のところX線結晶構造解析に耐えうる結晶は得られていない。そこで、米国オレゴン健康科学大学のEric Gouaux博士の研究室に渡航し、GFP-FSEC法による発現トライアル法を習得した。GFP-FSEC法は短期間かつ比較的低コストで結晶化に適した目的遺伝子の同定を可能とする手法である。また、前年度から引き続き、生体内のMg^<2+>ホメオスタシスに関わるMg^<2+>輸送体MgtEのの高分解構造およびそれに基づく機能解析を推進した。その結果、現在までに2.9Å分解能での構造決定に成功している。これにより、以前のMg^<2+>結合部位に加えて、新たなMg^<2+>結合部位の存在が明らかとなった。これらMg^<2+>結合部位変異体に対する電気生理学的解析および限定分解実験による生化学的解析から、MgtEが細胞質中のMg^<2+>濃度依存的にその輸送が制御されるMg^<2+>チャネルであり、細胞質ドメインへの協調的なMg^<2+>結合によって輸送体の閉状態が安定化されることが明らかとなった。これは、2007年に本特別研究員が発表した結晶構造から示唆されたMgtE細胞質ドメインによるMg^<2+>輸送制御機構を支持するものである。以上の結果について、誌EMBO Journalに発表した。

The X-ray crystal structure analysis of copper transport P-type ATP complex (TtCopB) derived from T.thermophilus HB27 was studied. X-ray crystallographic analysis of X-ray structures. The GFP-FSEC method was developed in the laboratory of Dr. Eric Gouaux of the University of Health Sciences, USA. The GFP-FSEC method is a short-term comparison of low temperature crystallization and low temperature crystallization. The analysis of the basic functions of Mg^<2+> in vivo and Mg^<2+> in transport was carried out. As a result, the structural decision with a decomposition energy of 2.9 is now successful. The former Mg^<2+> binding site is added, and the new Mg^<2+> binding site is present. The electrophysiological analysis of Mg^<2+> binding site and the biochemical analysis of Mg^<2 +> binding site are related to Mg^<2 +> concentration-dependent transport of Mg^<2 +> in cytoplasm. In 2007, the Special Investigator discovered that the crystal structure of MgtE was not supported by Mg^<2+> transport control mechanism. The above results were reported in EMBO Journal.

项目成果

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the cytosolic domain of the Mg2+ transporter MgtE.

• DOI: 10.1107/s1744309107032344
• 发表时间: 2007-08
• 期刊: Acta crystallographica. Section F, Structural biology and crystallization communications
• 作者: Yoshiki Tanaka;M. Hattori;S. Fukai;Ryuichiro Ishitania;O. Nureki

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the cytosolic domain of a cation diffusion facilitator family protein

• DOI: 10.1107/s1744309107038948
• 发表时间: 2007-09-01
• 期刊: ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS
• 影响因子: 0.9
• 作者: Hattori, Motoyuki;Tanaka, Yoshiki;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu

Crystal structure of the MgtE Mg2+ transporter

• DOI: 10.1038/nature06093
• 发表时间: 2007-08-30
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Hattori, Motoyuki;Tanaka, Yoshiki;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu

Structural Basis of Novel Interactions Between the Small-GTPase and GDI-like Domains in Prokaryotic FeoB Iron Transporter

• DOI: 10.1016/j.str.2009.08.007
• 发表时间: 2009-10-14
• 期刊: STRUCTURE
• 影响因子: 5.7
• 作者: Hattori, Motoyuki;Jin, Yaohua;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the full-length Mg2+ transporter MgtE

• DOI: 10.1107/s1744309107032332
• 发表时间: 2007-08-01
• 期刊: ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION F-STRUCTURAL BIOLOGY COMMUNICATIONS
• 影响因子: 0.9
• 作者: Hattori, Motoyuki;Tanaka, Yoshiki;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu