ループの協調的スウィングによるミトコンドリアADP/ATP透過担体の輸送機能発現

环协同摆动表达线粒体 ADP/ATP 通透性载体转运功能

基本信息

批准号：
07276226
负责人：
寺田弘
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はこれまでに、ミトコンドリア内膜のADP/ATP透過担体にはマトリックス側(ミトコンドリア内膜側)に3つの親水性ループが存在することを明らかにした.本研究では、SH基の酸化触媒試薬である銅-オルトフェナンスロリン錯体(CuOP)を用いて、本透過担体に存在するシステイン残基の架橋形成の反応性について、透過担体のコンフォーメーション変化との関連で解析を行った.CuOPをミトコンドリアの内腔(マトリックス)側から作用させたところ、ループ中のシステイン残基は極めて選択的に分子間架橋を形成し、それに伴って本透過担体のヌクレオチド輸送活性が消失することが明らかになった.架橋形成部位を解析した結果、CuOPによってマトリックス側の第1ループに存在するCys56が選択的に酸化され、2分子の透過担体のCys56間にジスルフィド架橋が形成されていることが明らかになった.更に、特異的阻害剤を用いて本透過担体を、輸送に際して取りうる2つのコンフォーメーション(m-stateとc-state)にそれぞれ固定して、システイン残基の反応性を調べたところ、m-stateではCys56間のみに分子間架橋が速やかに形成されるのに対し、c-stateでは全く架橋形成が起こらなくなることが明らかになった.以上の結果から、(1)この透過担体は同じ配向性を示す2分子が互いに向かい合ったダイマーとして機能し、(2)第1ループはm-stateではマトリックス側に露出しているが、c-stateでは担体分子内に貫入していることが明らかになった.従って、ヌクレオチドの輸送に際して、マトリックス側に露出した2つの第1ループが協調的にスウィングすることで開閉するゲートの役割を果たしていると考えられ、これまでの結果を考え併せると、第1および第2ループはヌクレオチドの輸送に際して開閉するゲートと基質認識部位をそれぞれ形成し、透過担体はこれらのループの協調的な立体配置の変化によって輸送機能を発現していると結論した.

We have previously revealed that three hydrophilic loops exist on the matrix side (mitochondrial inner membrane) of the ADP/ATP permeable carrier of the mitochondrial inner membrane.In this study, we used copper-orthophenanthroline complex (CuOP), an oxidation catalytic reagent for SH groups, and analyzed the reactivity of crosslinking of cysteine residues present in this permeable carrier与可渗透载体的构象变化有关。线粒体腔（矩阵）侧使用。结果表明，环中的半胱氨酸残基高度选择地形成分子间交联，并且渗透载体的核苷酸转运活性消失了。对交联地层位点的分析表明，在基质侧的第一个环中存在的Cys56被CUOP选择性氧化，并在两个渗透载体Cys56之间形成了二硫键。此外，使用特定抑制剂在渗透载体运输过程中可以采用的两个构象体用于执行渗透载体。当半胱氨酸残基的反应性通过将其固定到M态（M态和C型状态）来检查它们时，发现仅在M-State的Cys56之间迅速形成分子间的交联，而在C状态中，无需交叉链接。从上面的结果中，（1）该渗透性载体起着相互面对的二聚体的作用，（2）第一个循环暴露于M-State中的基质侧，但是C-St显示出它渗透到载体分子中。 Therefore, it is thought that when transporting nucleotides, the two first loops exposed on the matrix side act as gates that open and close by cooperative swinging, and considering previous results, we conclude that the first and second loops form gates that open and close when transporting nucleotides and substrate recognition sites, respectively, and that the permeation carrier expresses transport functions through a coordinated change in the configuration of these loops.