脂質平面膜を用いたCa2+ポンプの作動機構の研究

脂质平面膜Ca2+泵运行机理研究

基本信息

批准号：
62617508
负责人：
葛西道生
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka 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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

筋小胞体のカルシウムポンプは最も良く研究されているイオンポンプである. ポンプの作動機構を解明するためには, ATPのエネルギーと運ばれるイオンのエネルギーとの共役を明らかにすることは重要である. この研究は特に, このポンプがイオンを超電的(イオンの移動に伴って電荷が移動する)に輸送するかどうかを, イオンの移動に伴う電流を直接測定することによって証明し, 定量的な解析をすることに焦点を当てた. 具体的には, イオンチャンネル測定用の装置を改良し, 脂質平面膜に筋小胞体ベシクルを融合させ, カルシウムポンプを組み込み, ポンプによって駆動される電流を直接測定することによって, 実験を行なった. 主な結果は次の通りである.1.脂質平面膜にカルシウムポンプを組み込む操作は基本的には, イオンチャンネルの場合と同じであるが, ポンプ電流は小さいので大量のベシクルを融合させなければならない. 組み込まれたポンプの数は, 組み込まれたベシクルの数から推定した. このベシクルの数は, アニオンチャンネルがベシクル当り0.7個存在することが分かっているので, アニオン電流を測定することによって, 推定した.2.ベシクルを融合させた膜の一方にATPを加えると定常的に電流が観測された. この電流はカルシウムATPアーゼの阻害剤であるヴァナジン酸によって阻害され, ベシクルを融合しない平面膜にATPを加えても現われないことから, ポンプ電流であることが証明された. これによってカルシムポンプが超電的であることが直接証明されたことになる.3.このポンプ電流の大きさから, 1個のATPの分解によって, 2個のカルシウムイオンが運ばれるとすると, 1個のATPアーゼの回転数として8.3/sが得られた. これは生化学的な方法で求められている酵素活性と一致することが分かった.

肌浆网中的钙泵是研究最深入的离子泵，为了阐明泵的运行机制，阐明 ATP 能量与传输离子能量之间的耦合非常重要。这项研究通过直接测量与离子运动相关的电流来证明该泵是否以超电方式传输离子（电荷随着离子的移动而移动），重点是进行详细的分析。具体来说，我们通过修改测量离子通道的装置，将肌浆网囊泡与平坦的脂质膜融合，结合钙泵，并直接测量泵驱动的电流进行了实验：1.主要结果如下。将钙泵纳入脂质平面膜的过程与离子通道基本相同，但由于泵电流较小，因此必须融合大量囊泡。结合的泵的数量是根据结合的囊泡的数量来估计的，因为已知每个囊泡有 0.7 个阴离子通道，因此该囊泡的数量是通过测量阴离子电流来估计的。在囊泡融合膜中，观察到稳定电流，该电流被钙 ATP 酶抑制剂钒酸抑制。即使将ATP施加到不融合囊泡的平面膜上，ATP也不会出现，这一事实证明它是泵浦电流。这直接证明钙泵具有超电性。3．根据泵浦电流的大小，假设。由于1个ATP分解输送2个钙离子，1个ATP酶的转速为8.3/s。发现这与生化方法测定的酶活性一致。