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構造生物学:銅輸送を行うPIB型ATPアーゼの結晶構造

Nature 475, 7354 doi: 10.1038/nature10191

重金属の恒常性と解毒は、細胞の生存にきわめて重要である。クラスIBのP型(PIB)ATPアーゼはこのような過程に不可欠であり、重金属を細胞質から能動的に排出する。今回我々は、PIB-ATPアーゼであるレジオネラ菌(Legionella pneumophila)CopA Cu+-ATPアーゼの構造を報告する。銅を結合していないこの構造は、X線結晶学の手法により分解能3.2 Åで決定された。この構造から、複数の保存された残基が含まれ、3段階に分かれた銅輸送経路の存在が示された。PIB特異的膜貫通へリックスはダブルグリシンモチーフのところでねじれ、細胞質側の界面にある銅進入点と思われる箇所を裏打ちする両親媒性へリックスが露出している。Ca2+-ATPアーゼとの比較から、ATP加水分解と共役して、細胞膜内の結合部位から細胞外の出口部位に至る銅放出機構が考えられる。この構造はまた、メンケス病およびウィルソン病と関連しているヒトATP7AとATP7Bタンパク質のミスセンス変異解析の枠組みともなる。

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