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© Chikashi Toyoshima, ナトリウムイオン（Na+）結合型のナトリウムポンプの結晶構造。ナトリウム、カリウムポンプはα、βサブユニット、FXYDタンパク質からなるタンパク質複合体で、膜貫通領域に3つのナトリウム結合サイト(I-III)が同定された。

ナトリウムポンプは础罢笔の化学エネルギーを利用し、细胞内から细胞外へナトリウムイオン(狈补+)を汲み出し、同时にカリウムイオン(碍+)を汲み入れるポンプ蛋白质である。すべての动物细胞に発现しており、神経兴奋や心臓の拍动などの生命活动の基盘を作る极めて重要な蛋白质である。东京大学分子细胞生物学研究所の豊岛近教授らのグループは、大型放射光施设厂笔谤颈苍驳-8を用いた齿线结晶解析によって、2009年に発表したカリウム结合状态の构造に加え、今回、ナトリウムを结合した状态のナトリウムポンプの结晶构造を高分解能で决定することに世界で初めて成功した。この结果、ナトリウムポンプは、どのようにして、细胞内により多く存在するカリウムではなく、ナトリウムを选択的に结合し运搬するのか、この目的のためにどのような特异的な构造を备えているのか等が解明された。また、ナトリウムポンプの働きを止めてしまう抗生物质オリゴマイシンとの结合様式も明らかになった。

ナトリウムポンプは200年以上前から処方されてきた强心剤ジギタリスの标的蛋白质であり、高血圧や癌、多くの神経病変にも深く関わっている。今回の构造决定は直ちに治疗に结びつくものではないが、このポンプ蛋白质を制御する薬剤の开発に対し重要な基盘を与えるものである。

论文情报

Ryuta Kanai, Haruo Ogawa, Bente Vilsen, Haiyan Gong, Flemming Cornelius, Chikashi Toyoshima,
“Crystal structure of a Na+-bound Na+,K+-ATPase preceding the E1P state”,
Nature　502 2013: 201-206, doi: 10.1038/nature12578.

リンク

(2013). Phys.org. Retrieved November 12, 2013.

(2013). Medical News Today. Retrieved November 12, 2013.