Abstract
The $Ca^{2+}-ATPase$ of sarcoplasmic reticulum (SR) was solubilized and reconstituted into a mixture of phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylethanolamine (PE) of varying ratios in order to assess the effect of physical states of phospholipids on the incorporation and functions $Ca^{2+}-ATPase$. On the basis of the spectral data of Ca-arsenazo III, the $Ca^{2+}$ uptake of SR was increased linearly as the PC content increased in the reconstituted vesicles. The ATP hydrolysis activity also increased as PC content increased up to 25% and then decreased slightly as the PC content further increased. On the other hand the incorporation of $Ca^{2+}-ATPase$ into the reconstituted vesicls occured maximally at 25% PC and 75% PE mixture which is known to have a non-bilayer structure in reconstitution system. From the above results it is clear that preexisting defects in the lipid bilayer promote protein incorporation into the bilayer during reconstitution and lamellar structure of the bilayer facilitates the $Ca^{2+}-ATPase$ function.
세포막을 구성하고 있는 지질의 물리학적 성상이 단백질의 세포막 속으로의 삽입과정 및 단백질의 기능에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 골격근의 근세망(SR)으로부터 $Ca^{2+}-ATPase$ 단백질을 분리한 후 이를 세포막의 주 구성성분인 포스파티딜콜린(PC)과 포스파티딜에타노라민(PE)의 혼합지질과 재조합(reconstitution)시켰다. 이와같이 인공적으로 재조합된 구조물에서 $Ca^{2+}-ATPase$의 기능을 측정하기 위하여 칼슘지시색소인 아르세나죠III(AIII)를 이용한 분광방법과 방사선동위원소를 이용한 여과법으로 칼슘흡수율을 측정하였고 또한 ATP 가수분해 능력을 측정하였다. 실험결과 칼슘의 흡수율은 포스파티딜코린의 함량이 많은 혼합지질과 재조합시킬 때에 증가하였고, ATP 가수분해 능력은 포스파티딜함량이 25%까지는 포스타피딜코린의 양에 비례하여 증가하였으나 50%이상에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 한편 지질세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 포스파티딜 함량이 25%일 때 최고의 값을 보였으며 함량이 그 이하 또는 이상일 때는 감소하였다. 이상의 실험결과로보아 단백질의 기능은 세포막이 "bilayer" 구조를 갖출때에 증가하고 세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 세포막이 "non-bilayer" 구조를 형성할 때에 증가함을 알 수 있다.