新規プロトン輸送ピロホスファターゼの結晶構造解析と展開研究

新型质子转运焦磷酸酶的晶体结构分析及开发研究

基本信息

批准号：
19042012
负责人：
前島正義
金额：
$ 3.71万
依托单位：
Nagoya University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

新規なエネルギー転換酵素であるH^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)は、植物液胞膜および原生動物細胞の内膜系、古細菌細胞膜に局在し、高分子合成の副産物として供給されるピロリン酸(PPi)を加水分解して得られるエネルギーを利用し、プロトンを能動的に膜輸送する。既知のF型、V型、P型ATPaseとは一次構造、基質ともに全く異なる新しいイオンポンプである。この分子について、構造を基盤とする作動機構の解明を進め、次の知見を得た。(1)N端およびC端領域は,生物種により配列も長さも大きく異なる。N端に欠落は酵素機能を完全に失わせ、C端側の親水性領域は一部を欠失しても酵素機能を維持できる。(2)プロテオミクス解析により検出されるリン酸化アミノ酸が機能調節に関わるか否かを検討したところ、リン酸化されている可能性はほとんどないこと、またリン酸化アミノ酸を模擬するアミノ酸への置換によっても、活性への影響は見られず、現時点では、リン酸化による酵素機能の調節はないと判定した。(3)数千の変異型H^+-PPaseの中から,基質加水分解活性に比してプロトン輸送活性が高い変異型酵素を得た。基質への親和性は変化せず、H^+/PPi比が高い作動様式を示すものと判断された。これらの知見に加えて、(4)H^+-PPaseを利用してPPi濃度を測定する技術基盤も検討し、組織抽出液をサンプルとした場合であっても、数μM程度のPPiを検出可能な方法を開発した。

H^+ - 焦磷酸酶（H^+ - PPase）是一种新型的能量转化酶，位于植物真空膜和原生动物细胞的内膜中，用于使用水解酸磷酸（PPI）获得的能量，该能量可作为副产品蛋白质的产生蛋白质，以便于polymersessons，以便为polymer oftystrons，以便进行蛋白酶，并具有主导性。它是一种新的离子泵，具有完全不同的一级结构，并且与已知的F型，V型和P型ATPase的底物。通过阐明该分子的基于结构的驱动机制获得以下知识。（1）N端和C端区域的顺序和长度有显着差异，具体取决于物种。 N末端的缺失部分会导致酶完全失去其功能，即使删除了C端的亲水性区域的一部分，也可以维持酶功能。（2）我们研究了通过蛋白质组学分析检测到的磷酸化的氨基酸是否参与了功能调节，并且确定它们很可能是磷酸化的，并且用氨基酸取代的氨基酸对磷酸化的氨基酸的替代也没有显示出对活性的任何作用，并且在此期间没有任何调节的Enzyme raphoscation chosphorycation。（3）从数千种突变的H^+PPase中，与底物水解活性相比，具有高质子转运活性的突变酶。对底物的亲和力没有改变，并且确定H^+/PPI比以表现出高的操作方式。除了这些发现外，我们还研究了使用（4）H^+ - PPase测量PPI浓度的技术基础，并开发了一种方法，即使使用组织提取物作为样品，也可以检测到PPI的PPI约为几次。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Characterization of a tobacco TPK-type K^+ channel as a novel tonpplast K^+ channel using yeast tonoplast.

使用酵母液泡膜将烟草 TPK 型 K^ 通道表征为新型液泡膜 K^ 通道。

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Journal of Biological Chemistry 283
影响因子：
0
作者：
Hamamoto;S.
通讯作者：
S.

Structure-function relationship and physiological meanings of H^+-pyrophosphatase.

H^-焦磷酸酶的结构-功能关系及生理意义。

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hirono;M.;Segami;S.;Muto;Y.;Kawachi;M.;Maeshima M.
通讯作者：
Maeshima M.

Expanding roles of plant aquaporins in plasma membranes and cell organelles.

植物水通道蛋白在质膜和细胞器中的作用不断扩大。

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Funct. Plant Biol. 38
影响因子：
0
作者：
Katsuhara;M.
通讯作者：
M.

Structure-function relationship of AtMTP1, a vacuolar Zn^<2+>/H^+ antiporter and defense mode against zinc stress in atmtp1 mutant plant.

AtMTP1（液泡Zn^2/H^逆向转运蛋白）的结构-功能关系以及atmtp1突变体植物中锌胁迫的防御模式。

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Maeshima;M.
通讯作者：
M.

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通讯作者：
H.Shiozawa