黑料网

国立大学法人東海国立大学機構 黑料网细胞生理学研究センター/大学院创薬科学研究科の阿部 一啓 准教授は、アメリカ テキサス工科大学のパブロ アルティガス博士のグループと共に、H⁺を輸送する膜タンパク质（プロトンポンプ）を改造し、本来輸送することのないNa⁺を输送させることに世界で初めて成功しました。この成果によって、膜能动输送体によるイオンの认识机构に関して重要な知见が得られました。
我々のからだの细胞には、ナトリウムイオン(狈补⁺)を輸送する膜タンパク质「ナトリウムポンプ」と、水素イオン(贬⁺：プロトン)を输送する「プロトンポンプ」があります。この2つの膜タンパク质は非常によく似ているにも関わらず、それぞれが輸送するイオンは厳密に区別されており、この理由は長い間不明でした。
本研究では、まず「プロトンポンプ」の结晶构造を决定しました。これを「ナトリウムポンプ」の构造と比较することでイオンの选択性に関わる4つのアミノ酸を特定し、実际にこれら4つのアミノ酸を変异させることでプロトンポンプを「改造」し、Na⁺を输送する「人工的なナトリウムポンプ」を创り出すことに世界で初めて成功しました。この事実はアフリカツメガエル卵母细胞を用いた电気生理学的解析によって検証され、またクライオ电子顕微镜による构造解析によって狈补⁺が结合した状态を捉えることにより証明されました。
本研究成果は、2022年9月9日付国際科学誌「Nature Communications」に掲載されました。

【ポイント】

?狈辞苍-驳补蝉迟谤颈肠プロトンポンプの构造解析に世界で初めて成功し、胃プロトンポンプとは异なる贬⁺排出机构を発见。
?プロトンポンプとナトリウムポンプの构造比较、それに基づいた変异体の机能解析から、狈补⁺の配位に直接/间接的に寄与する4つのアミノ酸を同定。
?プロトンポンプを基にして人工的なナトリウムポンプを创り出すことに成功。

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【论文情报】

雑誌名：Nature Communications
論文タイトル：Structure and function of H⁺/K⁺ pump mutants reveal Na⁺/K⁺ pump mechanisms
着者：^1†Victoria C. Young, ^2†Hanayo Nakanishi, ¹Dylan J. Meyer, ³Tomohiro Nishizawa, ^2,4,5Atsunori Oshima, ^1*Pablo Artigas, ^2,4*Kazuhiro Abe
¹Department of Cell Physiology and Molecular Biophysics, Texas Tech University、²黑料网细胞生理学研究センター、³横浜市立大学大学院生命医科学研究科、⁴黑料网大学院创薬科学研究科、⁵黑料网糖锁生命コア研究所、^†共同第一着者、^*责任着者（黑料网関係者に下线）
DOI: 10.1038/s41467-022-32793-0
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【研究代表者】