Na+/H+交換輸送体複合体の構造と細胞膜・細胞骨格との相互作用

Na+/H+交换转运蛋白复合物的结构及其与细胞膜和细胞骨架的相互作用

• 批准号: 18059022
• 负责人: 児嶋 長次郎
• 金额: $ 5.89万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18059022/
• 关键词: 構造生物学; NMR; シグナル伝達; タンパク質; 分子認識

動物細胞由来のNa+/H+交換輸送体NHE1はあらゆる組織に普遍的に存在し、Na+濃度勾配をエネルギーとしてH+を排出することで細胞内pHなどの調節を行う。またNHE1はアクチン結合蛋白質であるERM蛋白質と直接相互作用することでアクチンフィラメントを細胞膜直下に固定しており、この相互作用はNHE1の局在と細胞骨格系の制御において必須である。これらNHE1の機能は全てNHE1のC末端細胞質ドメインを中心とした膜輸送分子複合体形成によって複雑に制御されている。そこで本研究ではNHE1のC末端細胞質ドメインと様々な制御因子群からなる膜輸送分子複合体の立体構造をNMRおよびX線によって決定し、NHE1の活性化と細胞骨格系の制御機構に構造的な基盤を与えることを目的とした。また上皮細胞においてNHE3膜輸送分子複合体形成を担うNa+/H+交換輸送体制御因子NHERFについてもその複合体の構造生物学研究を行うこととした。平成19年度はNHE1-ERM蛋白質複合体およびNHE1-CHP1-ERM蛋白質複合体の立体構造解析を試みた。ERM蛋白質が結合すると考えられるNHE1領域については分解性が強いため、これら分解性のペプチドを効率よく発現精製可能な系を立ち上げた。そこでNHE1とERM蛋白質との相互作用のNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られず、弱い相互作用であることが示唆された。また同様にNHE1、CHP1、ERM蛋白質の3者の相互作用についてNMRを用いて検証したが、安定な複合体は得られなかった。

源自动物细胞的Na+/H+交换转运蛋白NHE1在所有组织中普遍存在，并通过使用Na+浓度梯度作为能量排除H+，它可以调节细胞内pH和其他因素。此外，NHE1直接与肌动蛋白结合蛋白ERM蛋白相互作用，从而固定肌动蛋白丝直接在细胞膜下方，并且这种相互作用对于NHE1的定位和细胞骨架系统的调节至关重要。 NHE1的所有这些功能都是由以NHE1的C末端细胞质结构域为中心的膜转运分子复合物的形成来控制的。因此，在这项研究中，我们确定了由NHE1的C末端细胞质结构域组成的膜转运分子复合物的三维结构，以及NMR和X射线的各种调节因素组，旨在为NHE1激活的结构基础，并为NHE1的激活和细胞骨骼系统的调节机制提供。此外，我们决定对Na+/H+交换转运蛋白调节因子NHERF进行结构生物学研究，该因子负责上皮细胞中NHE3膜转运分子复合物的形成。 2007年，我们试图分析NHE1-MER蛋白复合物和NHE1-CHP1-MER蛋白复合物的三维结构。被认为与ERM蛋白结合的NHE1区是高度降解的，并且已经建立了允许有效表达这些可降解肽的系统。因此，我们使用NMR验证了NHE1与ERM蛋白之间的相互作用，但没有获得稳定的复合物，表明它们较弱。同样，使用NMR验证了三方，NHE1，CHP1和ERM蛋白之间的相互作用，但没有获得稳定的复合物。

项目成果

Enzymatic Characterization of 5-Methlthioribose 1-Phosphate Isomerase from Bacillus subtilis

枯草芽孢杆菌 5-甲基硫核糖 1-磷酸异构酶的酶学表征

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biosci. Biotectnol. Biochem. 71
• 作者: Tahara;Y.;G. Masunaga;H. Ota.;田原 義太慶;田原義太慶・増永元・太田英利;田原義太慶・増永元・太田英利;太田英利;太田英利・高橋亮雄;太田英利;C. Kojima;Y. Saito
• 通讯作者: Y. Saito

基礎から学ぶ構造生物学

从基础开始学习结构生物学

• 发表时间: 2008
• 作者: H.L. Wong;R. Pinontoan;K. Hayashi;R. Tabata;T. Yaeno;K. Hasegawa;C. Kojima;H. Yoshioka;K. Iba;T. Kawasaki;K. Shimamoto;Y. Saito;H. L. Wong;Y.Tanaka;M.Mishima;Y.Tanaka;K.Furuita;児嶋長次郎
• 通讯作者: 児嶋長次郎

Structural basis for NHERF recognition by ERM proteins

• DOI: 10.1016/j.str.2006.01.015
• 发表时间: 2006-04-01
• 期刊: STRUCTURE
• 影响因子: 5.7
• 作者: Terawaki, S;Maesaki, R;Hakoshima, T
• 通讯作者: Hakoshima, T

Structural analysis of photoactic transducer protein HtrII linker region from Natronomonas pharaonis

Natronomonas pharaonis 光敏转导蛋白 HtrII 连接区的结构分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biochemistry 46
• 作者: Yoji Yamauchi;Shoya Suzuki;Toru Ujihara;Ryugo Tero;Y. Saito;K. Hayashi
• 通讯作者: K. Hayashi