Exploration of uncoupling mode of sarcoplasmic reticulum Ca2+ pump

肌浆网Ca2泵解偶联模式的探索

基本信息

批准号：
21K06058
负责人：
山崎和生
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Asahikawa Medical College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、筋小胞体カルシウムポンプの脱共役モードを解析し、いかにしてこのモードが制御されているかを明らかにすることにある。このモードは骨格筋における非ふるえ熱産生の主要因と考えられているが、その機構は明らかにされておらず、再現性のある解析手段も確立されてはいない。この問題に対し、私はナノディスクに組み込んだカルシウムポンプがATP分解反応初期において、定常状態の回転速度を大きく上回るリン酸放出を起こす現象（リン酸過剰放出）を見出し、これを手掛かりとして、脱共役機構の解明を目指している。リン酸過剰放出を起こす要因として、溶存酸素、溶存炭酸ガスなどの影響を調べている。しかしながら、これらの効果は認められる結果が出る場合もあるが、今のところ再現性に乏しく、さらに詳しい条件検討が必要である。このことを踏まえ、ナノディスクの脂質組成が組み込まれたカルシウムポンプの活性にどのような影響があるか詳しい解析が必要であると考えた。その結果、脂質ヘッドグループの組成はカルシウムポンプの活性に大きな影響を及ぼすことを確認し、その際、複数の脂質の混合した環境こそが、生理定条件下でのカルシウムポンプ機能発現に重要であることが示された。またカルシウムポンプの324番目のアルギニンとリン脂質ヘッドグループの静電的な相互作用が、活性に影響を与える、脂質-タンパク相互作用の一部であることが分かった。また脂質ヘッドグループを変えるとリン酸化中間体形成時におけるE１ATP-E1PADP平衡に影響が出ることが確認された。このステップは、脱共役がおこる場合に、変化が起こると期待されるステップであり、脱共役モード解析の糸口となる可能性がある。

本研究的目的是分析肌浆网钙泵的解偶联模式并阐明该模式是如何调节的。这种模式被认为是骨骼肌非颤抖产热的主要因素，但其机制尚未阐明，也没有建立可重复的分析方法。为了解决这个问题，我发现了一种现象，即纳米圆盘中的钙泵在 ATP 分解反应的初始阶段以大大超过稳态旋转速度的速度释放磷酸盐（过度释放磷酸盐）。以阐明结合机制。我们正在研究溶解氧和溶解二氧化碳作为导致磷酸过量释放的因素的影响。然而，尽管在某些情况下可能会观察到这些影响，但迄今为止可重复性很差，需要更详细的条件研究。基于此，我们认为有必要对纳米圆盘的脂质成分如何影响钙泵的活性进行详细分析。结果，我们证实脂质头基的组成对钙泵活性有很大影响，在这种情况下，多种脂质的混合环境对于生理条件下钙泵功能的表达很重要。那他们还发现，钙泵 324 位精氨酸与磷脂头基之间的静电相互作用是影响其活性的脂质-蛋白质相互作用的一部分。还证实改变脂质头基会影响磷酸化中间体形成过程中的E1ATP-E1PADP平衡。该步骤是当发生解缀合时预计会发生变化的步骤，并且可以为解缀合模式分析提供线索。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Roles of Intra-Protein and Protein-Lipids Interactions Including Arg324 of Sarcoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase.

蛋白质内和蛋白质-脂质相互作用的作用，包括肌浆网 Ca2-ATP 酶的 Arg324。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuo Yamasaki;Takashi Daiho;Satoshi Yasuda;Stefania Danko;Jun-ichi Kawabe and Hiroshi Suzuki
通讯作者：
Jun-ichi Kawabe and Hiroshi Suzuki

筋小胞体カルシウムポンプの多機能性残基 Arg324 と脂質との相互作用の多様性について

肌浆网钙泵多功能残基Arg324与脂质相互作用的多样性