【共同リリース】回転式ナトリウムイオンポンプの６つの中間構造すべてを立体構築することに成功

2023.07.31

千葉大学大学院理学研究院 / 膜タンパク質研究センター

膜タンパク質は細胞間情報伝達など重要な役割を果たしているため重要な創薬ターゲットであり、市販の医薬品の60％以上が膜タンパク質に作用することが知られています。我々は膜タンパク質研究に特化した研究センターを設立し、膜タンパク質の生産と構造機能解析技術の開発や新規薬剤の開発を進めています。

研究 / 人生におけるモットー: 重要だと思っていること、言っていること、やっていることを一致させる
趣味 / 休日の過ごし方など: 千葉ジェッツ（プロバスケ）観戦、愛犬との散歩

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自然科学研究機構生命創成探究センター/生理学研究所の村田和義特任教授の研究グループは、同機構分子科学研究所の飯野亮太教授、千葉大学の村田武士教授、東京大学の上野博史講師と共同で、腸球菌が持つ回転式ナトリウムイオンポンプがイオンを輸送する際に示す６つの中間構造すべてをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。本イオンポンプでは、これまで金ナノ粒子標識による1分子計測実験から、主となる３つの構造の各あいだにそれぞれ副となる構造が観測され合計６つの中間構造があることが予想されていましたが、その実態は不明でした。また、動力部とポンプ部とをつなぐ細いシャフト（回転子）がこれよりもサイズの大きなナトリウムイオン輸送リングをどのように回転させているのかも謎でした。今回の解析により、（１）回転子は固定子と一部構造的に干渉し合うことで不均一な回転挙動を示すこと、（２）回転子が大きなイオン輸送リングの縁に結合しリングをかき混ぜるように回転させること、がわかりました。

本成果により、回転式ナトリウムポンプのユニークな分子メカニズムが明らかになりました。

本研究成果は、日本時間 2023年 7月28日午後６時に、英国科学雑誌「Communications Biology」にオンライン公開されました。