Thermodynamics-based mechanism for the regulation of substrate binding affinity of proton coupled drug transporters

基于热力学的质子偶联药物转运蛋白底物结合亲和力调节机制

• 批准号: 23790060
• 负责人: SHIMONO Kazumi
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Toho University (2012-2013)Matsuyama University (2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23790060/
• 关键词: 等温滴定型熱量計; 薬物輸送; 分子認識; 相互作用エネルギー; 多剤排出輸送担体; プロトン/オリゴペプチド輸送担体; 熱力学量; 薬物輸送担体; 無細胞タンパク質合成系; alternative access model; EmrE; YdgR

Regulation of the binding affinity of the substrate into transporter is one of crucial factors to transport the substrate through the membrane. In this study, we had investigated the interaction between proton coupled drug transporters and these substrates by isothermal titration calorimetry (ITC) is a technique that can analyze the interaction energy with the substrate, and discussed the thermodynamics based mechanism of proton coupled substrate transport. (1) In the study of EmrE as antiporter, the interaction between EmrE and TPP+ depends on pH. At higher pH, the affinity increases, and the driving force becomes from enthalpy-driven to entropy-driven, and it is indicated that Glu25 might be one of determinant residues to drive the substrate binding. (2) In the study of YdgR as synporter, it was found that the driving force of interaction between YdgR and Val-Ala is entropy change, and it was not depend on pH.

底物与转运体结合亲和力的调节是底物通过膜转运的关键因素之一。在本研究中，我们用等温滴定量热法(ITC)研究了质子偶联药物转运体与底物之间的相互作用，探讨了质子偶联底物转运的热力学机理。(1)在EmRE作为反向转运体的研究中，EmRE与TPP+的相互作用依赖于pH。PH值越高，亲和力越大，驱动力由焓驱动变为熵驱动，提示Glu25可能是驱动底物结合的决定基团之一。(2)在YdgR作为合成体的研究中，发现YdgR与Val-Ala相互作用的驱动力是熵变的，而不依赖于pH。

项目成果

等温滴定型熱量計による多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析

使用等温滴定量热计分析多药转运蛋白 EmrE 的底物结合模式

• 发表时间: 2013
• 作者: 西村 沙也加;柴田 孝之;Md. Golam Azam;椛島 力;甲斐 雅亮;深水啓朗;下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二
• 通讯作者: 下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二

等温滴定型熱量計による大腸菌由来多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析

使用等温滴定量热计分析大肠杆菌衍生的多药物转运蛋白 EmrE 的底物结合模式

• 发表时间: 2013
• 作者: Kojima H;Muromoto R;Takahashi M;Takeuchi S;Takeda Y;Jetten AM;and Matsuda T.;下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二
• 通讯作者: 下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二

無細胞膜タンパク質合成系を利用したヒト銅トランスポーター(hCtr1)の大量合成

使用无细胞膜蛋白合成系统大规模合成人铜转运蛋白（hCtr1）

• 发表时间: 2012
• 作者: Koh Takeuchi;Maayan Gal;Hideo Takahashi;Gerhard Wagner;and Ichio Shimada;下野和実,水谷賢人,横山茂之,宮内正二
• 通讯作者: 下野和実,水谷賢人,横山茂之,宮内正二

Photoinduced proton release in proteorhodopsin at low pH: The possibility of a decrease in the pKa of Asp227

低 pH 条件下蛋白视紫红质光诱导质子释放：Asp227 pKa 降低的可能性

• DOI: 10.1021/bi300940p
• 发表时间: 2012
• 期刊: Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Tamogami Jun;Kikukawa Takashi;NaraToshifumi ;Shimono Kazumi;Demura Makoto;Kamo Naoki
• 通讯作者: Kamo Naoki

オプトジェネティックスー光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線—;第1編第2章第1節"調製困難なロドプシン類の機能的大量合成法"

光遗传学 - 利用光学工程和遗传学的行为控制技术的前沿 - 第 1 部分第 2 节第 1 节“难以制备的视紫红质的功能性质量合成方法”

• 发表时间: 2013
• 作者: 奈良敏文;水本あきな;田母神淳;加茂直樹;井之上浩一;下野和実
• 通讯作者: 下野和実