膜ポンプによる膜輸送機構の普遍的概念の提唱 - 理化学研究所

2022年12月7日

東北大学
理化学研究所
東京大学大学院医学系研究科

細胞内小器官の一つである小胞体は、カルシウムを取り込み貯蔵することで細胞内カルシウムイオン濃度を適切に維持しています。SERCA2bは筋収縮の制御、神経伝達、アポトーシスの誘導、タンパク質の品質管理など、様々な生命現象において重要な役割をもつ細胞内カルシウムイオンの恒常性を保つ上で必須の小胞体膜局在カルシウムポンプです。しかし、これまでは一部の反応中間状態の構造しか決定されていませんでした。

東北大学 多元物質科学研究所の張 玉霞 前助教、蔡 笑寒 博士課程学生、渡部 聡 助教、稲葉 謙次 教授（生命科学研究科、理学研究科化学専攻 兼担）、理化学研究所 計算科学研究センターの小林 千草 技師、同開拓研究本部 杉田 有治 主任研究員（計算科学研究センター チームリーダー 兼任）、および東京大学大学院 医学系研究科の包 明久 前特任助教、吉川 雅英 教授らを中心とした共同研究グループは、SERCA2bの新たな反応中間状態の高分解能構造を、クライオ電子顕微鏡単粒子解析という技術を用いて決定しました。詳細な構造解析の結果、SERCA2bの各反応中間状態には複数のコンフォメーションが存在し、それぞれが互いにオーバーラップさせながら反応中間状態の間を遷移するという新たなメカニズムを発見しました。このメカニズムはSERCA2bに限らず、他の膜ポンプや酵素においても普遍的に働いている可能性が考えられます。

詳細は東北大学のホームページをご覧ください。

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