酵母における新規Na⁺/H⁺交換体によるナトリウムの細胞内隔離は、細胞膜H⁺-ATPaseの変異によって強化される

酵母におけるナトリウム耐性は、Na⁺の取り込みおよび排出メカニズムの調節に必要なCa²⁺/カルモジュリン依存性プロテインホスファターゼであるカルシニューリンの変異によって破壊される。カルシニューリン変異の抑制因子を選択することによって5つのNa⁺耐性突然変異体が単離され、細胞膜H⁺-ATPaseをコードするPMA1遺伝子にマッピングされた。単一のアミノ酸変化Glu367 → Lysを持つ突然変異体pma1-alpha4は、ATPaseの触媒ドメイン内の高度に保存された部位で詳細に解析され、Na⁺耐性のメカニズムが明らかにされた。培養培地中のNa⁺にさらされた後、pma1変異体における22Naの流入は対照に比べて2倍減少し、ATPase活性の同様の減少と一致した。健全な細胞からの22Naの排出はpma1変異体で比較的変わらなかった。しかし、細胞膜の選択的透過性により、変異体細胞は緩やかに交換されるプール内で最大80％の細胞内Na⁺を保持することが明らかになった。NHX1は、哺乳類のNHEファミリーのNa⁺/H⁺交換体にホモログな新規遺伝子であり、酵母におけるNa⁺隔離に必要であり、pma1-alpha4のNa⁺耐性表現型に寄与していることを示す。