新規手法による膜タンパク質の組込みおよびフォールディング過程の解明

使用新方法阐明膜蛋白整合和折叠过程

• 批准号: 22710208
• 负责人: 佐藤 陽子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22710208/
• 关键词: イオン輸送体; イオンチャネル; 膜タンパク質; トポロジー

膜タンパク質は生体外シグナルの最初の窓口であるため、膜タンパク質の機能解析は様々な生体反応の研究において大変重要な課題である。なかでもチャネルやトランスポーターなどの膜輸送体は、5大疾病をはじめ多くの疾病に関与する膜タンパク質であるほか、高等植物においては成長・細胞の増殖・気孔の開閉調節を担い耐塩性関連タンパク質として機能するなど、医学的・農学的に注目されている。このように膜タンパク質は生物化学分野において重要な研究対象であるが、生体膜上に存在して疎水性が高いという性質ゆえに発現および精製が困難であり、解析が遅れがちであった。以上を踏まえ本研究では、好熱菌由来の膜電位依存性K^+チャネル(KvAP)および大腸菌由来K^+輸送体(Kup)を解析対象として無細胞合成および機能解析を行い、膜輸送体の生体内機能の解明を図った。好熱菌由来KvAPの膜電位センサーの組込み様式について、ウサギ網状赤血球由来蛋白質合成系およびイヌ膵臓由来の粗面小胞体を用いたin vitro解析を行った結果、KvAP S4にはN末端側を小胞体内腔へトランスロケートさせる活性(SA-I活性)が見出された。しかし、KvAP S4のSA-I活性は比較的弱いものであったため、S4およびS3の正常な組込みには、S3-S4間のループ長が短いことおよび静電相互作用の寄与が必要なことが示唆された。大腸菌由来Kupの各疎水領域のC末端側にアルカリフォスファターゼ(PhoA)接続したPhoA融合Kupを作成し、大腸菌発現系を用いて膜貫通構造の解明を行った結果、Kupは12回膜貫通構造から成ることが分かった。また、KupのK輸送機能活性には、少なくともN末端から第7疎水部位までの領域が必須であることが分かった。以上の成果より、膜電位依存性K^+チャネルおよびK^+輸送体の構造形成過程および機能部位を明らかにすることができた。

The initial study of membrane properties in vitro is an important topic for the study of membrane properties in vivo. The membrane transporter is related to five major diseases, multiple diseases, membrane quality, higher plants, growth, cell proliferation, pore opening and closing regulation, tolerance, quality, function, medical and agronomic attention. The membrane quality is important for biochemical differentiation. The object of study is the existence of water in biological membranes. The properties of water in biological membranes are difficult to develop and refine. In this study, the membrane potential-dependent K^+ cell production (KvAP) and K ^+ transporter (Kup) of thermophilic bacteria origin were analyzed, and the cell-free synthesis and function of membrane transporter in vivo were clarified. As a result of vitro analysis of the membrane potential of KvAP S4, the activity of KvAP S4 (SA-I activity) on the N-terminal side of the intracellular membrane potential of KvAP S4 was observed. KvAP S4 SA-I activity is relatively weak, S4 and S3 are normal, S3-S4 is long, and electrostatic interaction is necessary. Coliform origin Kup's C-terminal side of each water domain is composed of two parts: the first part is composed of two parts: the second part is composed of two parts: the first part is composed of two parts: the second part is composed of two parts: the third part is composed of two parts: the fourth part is composed of three parts: the fourth part is composed of two parts: the fourth part is composed of three parts: the fourth part is composed of four parts: the fourth part K transport function is active at the 7th position. The above results show that the membrane potential dependence of K^+ transport and the structural formation process of K^+ transport are obvious.

项目成果

無細胞膜組込み系を用いたTail-anchor型膜タンパク質とマルチスパン膜タンパク質の解析

使用无细胞膜集成系统分析尾锚膜蛋白和多跨度膜蛋白

• 发表时间: 2012
• 作者: 佐藤陽子;相澤圭師;三島枝里子;江連徹;安藤英治;阪口雅郎;魚住信之
• 通讯作者: 魚住信之

植物と微生物の駆動力と膜輸送体

植物和微生物的驱动力和膜转运蛋白

• 发表时间: 2012
• 期刊: 化学と生物
• 作者: 浜本晋;七谷圭;佐藤陽子;魚住信之
• 通讯作者: 魚住信之

Phytosiderophore efflux transporters are crucial for iron acquisition in graminaceous plants.

• DOI: 10.1074/jbc.m110.180026
• 发表时间: 2011-02-18
• 期刊: The Journal of biological chemistry
• 作者: Nozoye T;Nagasaka S;Kobayashi T;Takahashi M;Sato Y;Sato Y;Uozumi N;Nakanishi H;Nishizawa NK
• 通讯作者: Nishizawa NK

無細胞タンパク質合成系に関する迅速化法

无细胞蛋白质合成系统的快速方法

• 发表时间: 2011

耐塩性に関与するArabidopsis CBLの脂質修飾の解析

拟南芥CBL脂质修饰参与耐盐性的分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 武藤潤;佐藤陽子;小林(田渕)真由美;松浦愛子;山内清司;戸澤譲;内海俊彦;魚住信之
• 通讯作者: 魚住信之