薬理学におけるフロンティア

はじめに

膜タンパク質は、細菌からヒトまでのあらゆる生物系における基本的な生理学的事象に関与している。 >市販薬の50％が膜タンパク質を標的とするのに対し、他の多くの膜タンパク質の薬理学的標的化は、多数の生物医学的用途において潜在的に有益であると考えられている(Overington et al. ら、2006;Yıldırımら、2007。 ら、２ ０ ０ ７；Ａｒｉｎａｍｉｎｐａｔｈｙら、２ ０ ０ ８）。, 2009). しかし、その機能と調節の根底にある分子メカニズムは、構造情報の欠如のためにほとんど未知のままである。 実際、膜タンパク質はヒトプロテオームの約２ ６％を占めるが、それらの構造は、タンパク質データバンクにおける構造のわずか２％を表す（Ｆａｇｅｒｂｅｒｇ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ０；Ｐａｎｄｅｙ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2016). いくつかの障害は、膜タンパク質の構造調査を妨げ、それらの分子構造を解明するための最先端の技術の開発を必要とする（Pandey et al. ら、２ ０ １ ６；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ． 2017年;Hagn et al. ら、2018；ＲａｖｕｌａおよびＲａｍａｍｏｏｒｔｈｙ、2019；Ｒｅｄｈａｉｒら、２ ０ １ ８；ＲａｖｕｌａおよびＲａｍａｍｏｏｒｔｈｙ、, 2019). 主な障害は、ほとんどの技術（例えば、X線結晶学）によるそれらの過剰発現および精製および構造研究が多くの場合制限されていることである。 これらの障害は、結果的に、疾患関連膜タンパク質を標的とする薬物候補の合理的な開発を妨げる（Vinothkumar and Henderson,2010;Lounnas et al. ら，２ ０ １ ３；Ｍａｒｃｉａｎｏ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2014).

二次輸送体は、透過性の低い溶質の動きを選択的に触媒する膜結合タンパク質である（例えば、透過性の低い溶質の動きを選択的に触媒する）。

二次輸送体、イオン、神経伝達物質、薬剤）細胞膜を渡って、健康および病気の多様な細胞機能を支えます。 二次輸送体は、タンパク質リガンド結合ポケットが連続して内向き（IF）状態と外向き（OF）状態を採用することにより、膜の反対側で代替的にアクセス可能になる交互アクセスパラダイムに従う（Jardetzky,1966;Forrest et al., 2011). 膜タンパク質の構造生物学における最近のブレークスルーは、様々な立体配座状態における膜結合トランスポーターの豊富な構造を提供した（Drew and Boudker,2016;Bai et al.、2017）、それらの輸送および溶質認識メカニズムへの洞察を提供する。 しかし、それらは本質的にマルチステッププロセスの静的スナップショットを提供します（Seeger、2018）。 したがって、膜タンパク質の動態を調査するための新しい手法を開発する必要性が高まっている（Ｋｏｎｅｒｍａｎｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ １；Ｓｍｉｔｈ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ２；Ｓｉｍ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ７；Ｍａｎｄａｌａ ｅ ｔ ａ ｌ． ることができます。 これらには、分子動力学（Ｍ Ｄ）シミュレーションの組み合わせが含まれる（Ｒｏｕｘ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ １；Ｚｄｒａｖｋｏｖｉｃ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ２；Ｚｈｅｋｏｖａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ６；Ｚｈｅｋｏｖａ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ７；ＨａｒｐｏｌｅおよびＤｅｌｅｍｏｔｔｅ、２ ０ １ ８）を含む高度な実験技術（分光技術および単一粒子極低温電子顕微鏡を含む）を用いて（Ｓｍｉｔｈ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ １ ７；ＨａｒｐｏｌｅおよびＤｅｌｅｍｏｔｔｅ、２ ０ １ ８）。 ら、２ ０ １ ２；Ｐａｎｄｅｙ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ６；Ｃａｓｔｅｌｌ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ８；Ｈａｇｎら，２ ０ １ ９． とができることを示しています。

水素-重水素交換質量分析（HDX-MS）は、可溶性タンパク質を特徴付けるために何十年も使用されてきたにもかかわらず、膜タンパク質の動態を研究す ら、２ ０ １ １；Ｖａｄａｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2017). HDX-MSは、ネイティブ条件下でタンパク質骨格アミド水素と溶媒D2Oの時間依存的な交換を監視します。 重水素交換速度は、溶媒の接近性、二次構造、および構造剛性に依存する（Ｋｏｎｅｒｍａｎｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2011). タンパク質分解消化とペプチド分離と相まって、HDX-MSは、単一残基の解像度まで、短いタンパク質セグメントの為替レートの定量化を可能にします。 HDX-MSの二つの主要な利点は、小さなタンパク質量（<0.1mg）は、分析のために必要とされ、化学タンパク質標識が不要であり、不要な構造摂動 ここでは、トランスポーターの構造力学を研究するためのHDX-MSの使用における最近の進歩とアプリケーションを要約します。

水素-重水素交換質量分析原理

HDX-MSの原理は、簡単かつ定性的にトランスポーターを研究するためのアプリケーションの議論を可能にするために、以下に記載されています。 詳細な説明のために、いくつかの優れたレビュー記事が利用可能である（Konermann et al. ら，２ ０ １ １；Ｒａｎｄら，２ ０ １ ２． ら、２ ０ １ ４；Ｅｎｇｅｎ ａｎｄ Ｗａｌｅｓ、２ ０ １ ５；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ７；Ｏｇａｎｅｓｙａｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ８；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ９；Ｒｅｄｈａｉｒ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2019).HDX実験では、D2O緩衝液中でタンパク質を希釈した後、時間依存的に不安定なタンパク質水素と重水素を交換する（Masson et al. 2017年（平成29年）1月現在の世帯数と人口は以下の通りである ＨＤＸ−ＭＳは、主に骨格アミド水素の交換を監視する。ｉ）中性ｐＨで、ＨＤＸ−ＭＳを用いて検出できる速度（秒から日）で交換され、ｉ ｉ）それらの交換は効果的に急冷され得る（Ｍａｒｃｓｉｓｉｎ ａｎｄ Ｅｎｇｅｎ，２ ０ １ ０；Ｇａｌｌａｇｈｅｒ ａｎｄ Ｈ Ｕｄｇｅｎ，２ ０ １ ６）。 HDXレートは、いくつかのパラメータに依存します。 アミド水素は、二次構造における安定な水素結合への関与、または溶媒重水素との交換を許さない溶媒到達不能から生じる「閉じた状態」、またはｈｄｘの律速段階であるプロトン引抜きが起こり得る「開いた状態」を示すことができる(Oganesyan et al., 2018). 加えて、反応は、ｐＨ、温度、および残渣環境に依存する固有の化学速度定数を有する（Ｏｇａｎｅｓｙａｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2018).

閉じた状態と開いた状態の間の遷移は、ローカル展開イベントによって発生します。 タンパク質が十分に折り畳まれている天然の条件下では、ＨＤＸ速度は、主に閉じた状態への遷移速度に依存する（Ｗｅｉｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2006). 展開されたタンパク質領域が化学交換速度よりもはるかに遅い速度で閉じた状態に戻ると、EX1速度論が観察され、隣接する残基に相関した重水素取 これは、２つの集団をもたらす：低いｍ／ｚを有する１つおよび高いｍ／ｚを有する１つであり、それぞれ、交換を受けていないおよび交換を受けていな 時間とともに、高いｍ／ｚ集団は、低いｍ／ｚ集団を犠牲にして、より顕著になる。 ＥＸ１速度論は、天然条件下で折り畳まれたタンパク質ではまれであると考えられるが、例えば変性剤の添加によって誘導することができる（Ｗｅｉｓ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ６；Ｏｇａｎｅｓｙａｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2018). タンパク質が化学交換レートよりもはるかに速い速度で閉じた状態に戻ると、EX2速度論が観察される。 ここで、交換は、非相関的な方法で起こる、開いた状態と閉じた状態の間の個々の残基の遷移に依存する。 したがって、時間とともに、徐々に増加するｍ／ｚ値を有する単一の集団が観察される（Ｗｅｉｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2006).重水素化後、pHを中性(7)からpHmin(2.5-3)に変化させることにより、予め定義された時点で反応を急冷し、その結果、HDXが約10,000倍減少する(Konermann et al. ら、２ ０ １ １；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ７；Ｏｇａｎｅｓｙａｎ ｅ ｔ ａ ｌ． 温度を２ ５℃から０℃に低下させることにより、ＨＤＸの約１ ４倍の減少をもたらす（Ｅｎｇｌａｎｄｅｒ，２ ０ ０ ６；Ｏｇａｎｅｓｙａｎ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ １ ８）。, 2018). 次に、タンパク質をプロテアーゼを用いて消化し、ペプチドを分析的逆相クロマトグラフィーを用いて分離する。 現在、HDX-MSの実験の主要な技術的なネックは消化酵素への抵抗と蛋白質分解条件によって限られる高い順序の適用範囲の取得にある。 最後に、溶出されたペプチドをＭＳを用いて同定し、得られたｍ／ｚ値に基づいてＨ Ｄ Ｘの程度を計算する。 タンパク質消化、ペプチド分離、およびＭＳ同定の実験的詳細および落とし穴は、この総説の範囲を超えている（Ｋｏｎｅｒｍａｎｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2011; Masson et al. ら、２ ０ １ ７；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2019).

膜タンパク質の水素-重水素交換質量分析研究

交互アクセスパラダイムを共有するにもかかわらず、リガンド誘導配座の変化は、リガンド- 例えば、（２つ以上の配位子を共輸送する）symportersは、結合した配位子のないＩＦ状態とＯＦ状態との間で遷移することができるが、リガンド結合は、反輸送体（膜の反対側で配位子を交換する）におけるＩＦ状態とＯＦ状態との間の交換のために必須である（Forrest et al., 2011; Drew and Boudker,2016;Bai et al., 2017).

一般に、タンパク質の局所的なリガンド誘導性の動的変化を検出することは困難である。 例えば、リガンドフリー型とリガンド結合型の両方の膜タンパク質の結晶構造は、既知の構造を有するタンパク質であってもリガンド誘導配座変化の検出を排除し、頻繁に利用できない。 また、apoとリガンド結合状態の高分解能構造スナップショットは、重要な立体配座の違いを解決しない可能性があります。 しかし、小さなリガンド誘導配座変化は、リガンドの存在下および非存在下で差動重水素取り込み（Δ HDX）を測定することにより、ネイティブ条件下で特定の ＨＤＸ−ＭＳのこの能力は、リガンド−タンパク質およびタンパク質−タンパク質相互作用のメカニズムを解明する上で最も困難な問題に対処するためのユニークな機会を提供する（Ｒａｎｄ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ４；Ｍａｓｓｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ９；Ｒｅｄｈａｉｒ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、2019）、最近研究された多くのトランスポータータンパク質についてここで検討されている。交互アクセスの基礎となる立体配座遷移：Na+/H+アンチポーター

Nhaタンパク質は、生命の王国全体で細胞のpH、および体積を調節する（Padan and Landau、2016）。 Ｎ Ｈ ａオルソログを研究するために使用される主な構造モデルは、酸性ｐＨでの不活性状態の結晶学的構造が利用可能であるＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｎ Ｈ Ａ Ａである（Ｈｕｎｔｅ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2005). 生理学的ｐＨ下でのＮ Ｈ Ａ Ａの構造動力学を研究するために、ＨＤＸ−ＭＳが最近使用された（Ｅｉｓｉｎｇｅｒ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2017). この研究で得られた洞察に不可欠なHDX-MSは、事前に定義されたタンパク質領域の動きのみを検出する部位特異的標識に基づく方法とは対照的に、グロー

この研究では、88.5％の非常に高い配列カバレッジは、リガンド結合時に交互アクセスの基礎となるメカニズムへの洞察を提供し、洗剤でNhaAのために得 アポ結合Ｎｈａと基質結合Ｎｈａの間のＨＤＸパターンを比較することにより，ＨＤＸ変化の繰り返しパターンがいくつかのヘリックスで観察され，一方の末端での重水素取り込みの増加は他方の末端での重水素取り込みの減少を伴った。 らせんの中央での取り込みはほとんど変化しなかった。

HDX変化の観察されたパターンに基づいて、直接空間情報を提供していないが、特定の膜貫通ヘリックス内の二つの末端のために観察された逆HDX変化に反映されるように、膜に対する膜貫通ヘリックスの翻訳が起こることが示唆された。 このモデルは、交互アクセスの「エレベーターのような」メカニズムと一致しており、輸送サイクル中の膜貫通ヘリックスの垂直翻訳を意味しています（Ryan and Vandenberg、2016）。 要約すると、HDX-MSは、不活性NhaAの以前に解決された構造によって達成できない、交互アクセスに関与する構造遷移に新しい洞察を提供した。

タンパク質-脂質相互作用がトランスポーターの立体配座に及ぼす影響

ほとんどの二次トランスポーターは、その多様な機能にもかかわらず、保存されたアーキテクチャを共有し、主要なファシリテータースーパーファミリー（Mfs）に属している（Radestock and Forrest、2011）。 ＭＦＳメンバーの結晶構造は利用可能であるが，蛋白質-脂質相互作用とＯ ｆ状態とＩＦ状態間の平衡に及ぼす影響についてはほとんど情報を提供しなかった。 従って、Ｍａｒｔｅｎｓ ｅ ｔ ａ ｌ． MDシミュレーションをHDX-MSと組み合わせて、ラクトースペルメアーゼ、キシロース輸送体、グリセロール-3-リン酸アンチポーターの三つのよく特徴付けられた輸送体に, 2018).

まず、平衡を状態にシフトさせることが知られている突然変異が、すべてのトランスポーターの細胞外前庭に導入された（Kumar et al., 2014). HDX-MSを使用してWTと変異トランスポーターを比較すると、この方法は、細胞外前庭上の領域が変異体対WTでより多くの重水素を占めると、細胞内前庭で残基のために反対が起こるのに対し、コンフォメーションの変化を検出することを明らかにした。 次に，ホスファチジルグリセロール，テトラオレイルカルジオリピン，ホスファチジルコリンまたはホスファチジルエタノールアミンからなるナノディスクにトランスポーターを再構成した。 興味深いことに，ホスファチジルエタノールアミンの存在は平衡をＩＦ状態にシフトさせた。 続いて、ナノディスクの組成と同一の脂質二重層における輸送体のMDシミュレーションは、荷電ホスファチジルエタノールアミンのヘッドグループと荷電残基の保存された細胞質ネットワークとの間の直接の相互作用を予測し、OF状態を安定化させた（Doki et al., 2013). 荷電残基の変異はホスファチジルエタノールアミンの効果を廃止し，特定のホスファチジルエタノールアミン-蛋白質相互作用がトランスポーターの固有平衡を制御することを強く示唆した。 この研究は、微妙ではあるが機能的に重要なタンパク質-脂質相互作用を同定するために、実験的および計算的方法を組み合わせたスターク例である。

輸送中の螺旋巻き戻し：LeuTの研究

LeuTは、セロトニン、ドーパミン、ノルエピネフリン輸送体などの重要な薬物標的を含む神経伝達物質/Na+symporters（NSS）ファミリーの原核生物ホモログである（Kristensen et al., 2011). Ｌｅｕｔは広範囲に研究され、輸送サイクルに沿ったその結晶学的構造が利用可能である（Ｆｏｃｋｅ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2013). これらの構造は、大規模な構造再配置が交互にアクセスする際に必要であることを示唆している（Krishnamurthy and Gouaux、2012）。 しかし、IF状態とOF状態の間の移行を可能にする立体配座の風景は、とらえどころのないと議論の余地があります。

異なる状態間の遷移を研究するために、界面活性剤可溶化されたLeuTを、IFまたはOF状態に有利な条件下で調べた（Merkle et al., 2018). 驚くべきことに、多くのペプチドは、主にトランスポーターの細胞内側で、EX1動力学を示した。 これは、ネイティブ条件下で折り畳まれたタンパク質ではかなり珍しいと二次構造要素の長寿命の展開を反映すると考えられています。 EX1速度論を示すペプチドの空間分布に基づいて、利用可能な結晶構造と一緒に、それは特定のヘリックスは、アクセスを交互にする間に部分的な巻き この研究は、他の実験的または計算（例えば、MD）方法とは対照的に、HDX-MSを使用してよく解決することができる遅い（秒の時間スケール）配座変化の機能的重脂質ナノディスク中の膜タンパク質の水素-重水素交換質量分析

膜タンパク質と周囲の脂質との相互作用は、その機能を劇的に調節するこ, 2017). 実際、真核生物のNSSメンバーの活性は、タンパク質動態を調節する特定の脂質-タンパク質相互作用、ひいては基質相互作用に有意に依存する（Divito and Amara、2009）。 従って、Ａｄｈｉｋａｒｙ ｅ ｔ ａ ｌ． リン脂質二重層ナノディスクに再構成されたLeuTを研究した（Adhikary et al., 2017). このアプローチを用いて，Ｌｅｕｔをｉ ｆおよびＯＦ配座に有利な条件下で調べた。 これらの状態間のHDXパターンの比較は、以前に機能的に重要な構造変化を反映して、輸送サイクルに関与する領域の特定の変化を明らかにした。 興味深いことに、HDX-MSデータは、以前の生物物理学的および計算的研究と一致し、結晶構造で観察されたものと比較して、IFコンフォメーションの最初の膜貫通ヘリックスのためのより小さな傾斜角をサポートしていました。 この違いは，微量の脂質を含む洗剤で結晶構造が得られたため，脂質環境に起因するものであった。 要約すると、HDX-MSは、異なる疎水性環境で、部位特異的標識を必要とせずに、特定の立体配座状態を好む条件下で膜タンパク質を研究するための柔軟なプ

複数の部位とのイオン相互作用：Na+/Ca2+交換体

NCXは、その電気化学的勾配に対して細胞からCa2+を押し出して細胞Ca2+恒常性に関与している（Blaustein and Lederer、1999）。 ＮＣＸは、３Ｎａ＋：１Ｃａ２＋を交換し、ここで、Ｎａ＋およびＣａ２＋は別々のステップで輸送される（Ｋｈａｎａｎｓｈｖｉｌｉ、１ ９ ９ ０）。 驚くべきことに、Ｍｅｔｈａｎｏｃａｌｄｏｃｏｃｃｕｓ ｊａｎｎａｓｃｈｉｉ（Ｎｃｘ＿Ｍｊ）由来のＮＣＸの結晶構造は、４つのイオン結合部位を明らかにし、同時に、Ｓｉｎｔ、Ｓｍｉｄ、Ｓｅｘｔと称される部位で３つのＮａ＋イオン、およびＳｃａと称される部位で１つのＣａ２＋イオンによって占められていた（Ｌｉａｏ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2012). この結合モードは以前の研究と矛盾していたので、変異体のMDシミュレーションおよびイオン流束解析が行われ、Na+イオンがSint、SCa、およびSextを占有し、Ca2+がSCaを占有することが示唆された（Marinelli et al. ら、２ ０ １ ４；Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ． ら，２ ０ １ ６ｂ；Ｇｉｌａｄｉら，２ ０ １ ６ｂ． ら、２ ０ １ ７；ｖａｎ Ｄｉｊｋ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2018). したがって、Na+とCa2+イオンは、輸送サイクルに沿って相互に排他的な方法で結合されています。実験的にイオン結合部位の割り当てを確立するために、我々はhdx-MSを用いてncx_Mjのイオン結合状態とアポ状態を比較した（Giladi et al. ら、２ ０ １ ６ａ；Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2017). 低い順序の適用範囲にもかかわらず、私達の分析は10の12のイオン調整の残余を含んでいた。 Ca2+の存在下で重水素取り込みの減少は主にSCaで観察されたのに対し、我々は、Sint、SCa、およびSextで重水素取り込みのNa+依存的な減少を検出したが、Smidではな これは、水分子によるＳｍｉｄの占有を予見するＭＤシミュレーションおよび変異解析によってなされた予測と一致するが、基底状態におけるＮ ａ＋またはＣａ２＋ ら、２ ０ １ ４；Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ６ａ；Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ １ ７；ｖａｎ Ｄｉｊｋ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2018). 注目すべきことに、その後の結晶学的研究は、我々の結合部位の割り当てを検証している（Liao et al., 2016). したがって，ＨＤＸ-Ｍ Ｓは計算および機能研究によって示唆されたイオン結合モードを確証した。

Li+輸送NCX変異体のイオン選択性

ミトコンドリアNa+/Ca2+交換体（NCLX）は、NCXsがLi+を輸送しないのに対し、Na+またはLi+のいずれかとCa2+を交換する、例外的, 2010). このイオン選択性の生理学的関連性は不可解なままであるが、それは9（12のうち）NCLXのイオン配位残基がNCXsとCa2+/カチオン反ポータースーパーファミリーの他のメン これらの違いがイオン結合認識および輸送にどのように影響するかを理解するために、本発明者らは、ＮＣＬＸ結合部位を模倣するために、Ｎｃｘ＿Ｍｊ中のイオン配位残基の構造に基づく置換を行った（Ｒｅｆａｅｌｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2016). 驚くべきことに、新しく設計された構築物（Ｎｃｌｘ＿Ｍｊと称される）は、ｎａ＋／Ｃａ２＋およびＬｉ＋／Ｃａ２＋を同等のＫｍ値で仲介する（Ｒｅｆａｅｌｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2016).次に、Ｎｃｌｘ＿Ｍｊ中のイオン結合部位がＮｃｘ＿Ｍｊ中のイオン結合部位を連想させるかどうかを決定しようとした（Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2019). イオン誘起配座変化のHDX-MS分析は、SCaがNa+、Li+、またはCa2+に結合することを明らかにしたが、Nclx_Mjの一つ以上の追加のNa+/Li+サイトは、Ncx_Mjに割り当てられた元のNa+サイト（SextおよびSint）と互換性がない。 これらの結果は、Nclx_Mjが2na+：1ca2+または2li+：1ca2+の電気中性子化学量論でイオンを輸送する可能性があることを示唆した。 HDX-MSデータと一致して、電圧クランプはNcx_Mj再構成されたプロテオリポソームのNa+/Ca2+交換レートを加速します（3na+の化学量論による:一方、Ｎｃｌｘ＿ＭｊにおけるＮａ＋／Ｃａ２＋またはＬｉ＋／Ｃａ２＋の為替レートにはかなりの影響を及ぼさない（Ｇｉｌａｄｉ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2019).

私たちの研究は、イオン誘起Δ HDX信号の比較的小さな違いは、イオン選択性と異なるサイトでのイオン結合時に発生するコンフォメーション変化に重要な情報を提供するイオン輸送体の結合部位を識別し、検証する際にHDX-MSの有用性を実証している。 したがって、MDシミュレーションとX線結晶学と組み合わせると、HDX-MSは、複数のイオン結合部位を含むイオン輸送系のイオン選択性とイオン誘起配座変化の構造決定因子を解明するために特に魅力的である。

結論

過去数十年間、構造生物学は非常に主に高解像度で離散状態の静的スナップショットを提供することにより、膜タンパク質機能の理解に貢献してきました。 完全に溶質輸送の複雑なプロセスの基礎となる構造-関数の関係を解読するために、実験と計算方法の増加は、これらの静的なスナップショットの間 HDX-MSは、膜-タンパク質相互作用、基質認識、および輸送関連の立体配座遷移を研究するための新規な機会を提供し、様々なネイティブに近い条件下で無傷の膜タンパク質を研究するためにますます使用されています。 計測とデータ解析の自動化の将来の発展により、HDX-MSを高スループットで使用することができ、基礎研究や医薬品設計などの生物医学的用途での潜在的な使用を完全に活用できる可能性があります。

著者の貢献

MGとDKは文献を見直し、原稿を書いた。この研究は、イスラエル科学財団（助成金＃1351/18）（D.K）とイスラエル癌研究財団（助成金＃19202）（MG）によって支援されました。 Shmuel Shalit賞からDKへの財政的支援は感謝して認められています。

利益相反

著者らは、この研究は、潜在的な利益相反と解釈される可能性のある商業的または財政的関係がない場合に行われたと宣言し