The Effect of Vanadate on the Optimum pH of Na-K-ATPase and $K^+-pNPPase$ in Rabbit Kidney Cortex

가토 신장 Na-K-ATPase 및 $K^+-pNPPase$의 최적 PH에 미치는 Vanadate의 영향

The effect of vanadate on the optimum pH of Na-K-ATPase was investigated. The results were as follows: 1) The optimum PH of Na-K-ATPase was shifted from PH 7.4 to 6.8 at 10 mM K by $5{\times}10^{-6}M$ vanadate. 2) The ratio of Na-K-ATPase activity at pH 6.8 and 7.4 increased with increasing vanadate concentration. 3) Inspite of the presence of $5{\times}10^{-6}M$ vanadate Na-K-ATPase activity at pH 7.4 was higher than that at pH 6.8 below 50 mM $Na^+$, and the ratio of Na-K-ATPase activity at pH 7,4 and 6.8 was higher than that of the control. 4) Na-K-ATPase activity at pH 7.4 was higher than that at pH 6.8 below 7mM $K^+$. 5) Optimum pH of Na-K-ATPase activity was shifted from pH 7.4 to 6.8 by $10^{-5}M$ vanadate at 5 mM $K^+$. 6) $K^+$-pNPPase activity increased with lowering of pH, and the degree of inhibition of $K^+$-pNPPase activity by $10^{-7}$M vanadate was decreased with lowering of pH. These results suggest that vanadate shifts the optimum pH of Na-K-ATPase activity to more acidic PH than PH 7.4. This effect may not be caused by the decrease in the inhibitory potency of vanadate itself to Na-K-ATPase by the change of medium pH, but mainly by the alteration of Na-and K-binding site, which appears in the presence of vanadate only.

Vanadate가 Na-K-ATPase의 최적 PH에 영향을 미치는 기전에 효소의 $Na^+$과 $K^+$의 결합부위가 관여하는지를 밝히기 위하여 가토 신피질 microsome을 이용하여 실험해서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) $5{\times}10^{-6}M$ vanadate 존재시 Na-K-ATPase의 추적 PH가 6.8로 이동하였다. 2) PH 6.8과 7.4에서 Na-K-ATPase활성의 비는 vanadate농도가 증가함에 따라 증가하였다. 3) Vanadate 존재시에도 용액의 $Na^+$농도가 50mM 이하일 때는 pH 7.4에서의 효소활성이 6.8보다 높았고 오히려 그 비는 대조군보다 증가하였다. 4) $K^+$농도가 7mM 이하일 때는 vanadate 존재시도 Na-K-ATPase의 활성이 PH 7.4에서 더 높았다. 5) 5mM $K^+$존재하에서도 vanadate농도를 $10^{-5}M$로 증가시키면 최적 pH는 6.8로 이동하였다. 6) $K^+-pNPPase$활성은 PH가 낮을수록 증가하였고 $10^{-7}M$ vanadate에 의한 억제 정도는 PH가 낮을수록 감소하였다. 이상의 결과로 볼때 vanadate 존재시 Na-K-ATPase의 최적 PH는 6.8로 이동하였으며 이것은 PH가 낮아 펄 때 나타나는 vanadate자체의 성질 변화 때문은 아니며 vanadate 존재시 pH가 효소의 $Na^+$과 $K^+$결합부위에 영향을 주어 나타나는 것으로 생각된다.