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生理:開口したNa+,K+ATPアーゼポンプを通るイオン透過経路

Nature 456, 7220 doi: 10.1038/nature07350

P型ATPアーゼは細胞膜を横切ってイオンを汲み出し、すべての細胞機能に必須の急な電気化学勾配を作り出す。ポンプ内にある各イオン結合部位への通路は細胞膜の両側で交互に開き、同時に開口した場合に起こりうる勾配の消失を回避している。海産物質パリトキシンで処理したNa+,K+ATPアーゼポンプでは、この厳密な交替が障害されており、結合部位が細胞膜の両側から同時に到達可能となることが多く、ポンプがイオンチャネルへと変化する。こうしたチャネルで電流記録を行えば、導入したシステイン残基への水溶性スルフヒドリル基特異的試薬の到達度を測定できる。我々は以前に、Na+,K+ポンプチャネルは細胞膜貫通ヘリックス4と6(TM4とTM6)の間の比較的に狭い経路に続く、深くて広い前庭を介して細胞外表面に開口していることを明らかにした。本論文では、TM1からTM6にわたるシステインの反応性走査によって、パリトキシンが結合したNa+,K+ATPポンプチャネルの、細胞膜の片側から反対側に至る、1本の途切れ目のない陽イオン透過経路が明らかになったことを報告する。この経路はTM1、TM2、TM4、およびTM6由来の残基によって構成され、イオン結合部位IIを通過しており、筋小胞体や小胞体のCa2+ATPアーゼ、H+,K+ATPアーゼなどの構造上および進化上近縁のP型ポンプで保存されているものと考えられる。

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