| Project/Area Number |
20H02912
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
小段 篤史 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (80360543)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
|
|---|
| Keywords | 脂質輸送 / ABC蛋白質 / 立体構造 / 機能 / 分子機構 / 生体分子 / 膜蛋白質 / 分子メカニズム / 機能ー構造相関 / コレステロール / 脂質 / 膜タンパク質 / トランスポーター / 細胞膜 / 構造 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ヒトの持つ48種類のABC蛋白質は生理的に重要な役割を負っており、それぞれの遺伝子の異常が様々な疾病（癌の薬剤耐性、糖尿病、動脈硬化、老人性の失明、アルツハイマー病など）と関連している。本研究では、動脈硬化に関わるABCA１及びアルツハイマー病との関連が示唆されるABCA7を対象とし、それぞれの作用機構と生理的役割さらには両者の機能分化機構を、構造生物学、生化学、細胞生物学などの手法を用いて立体構造と機能の両面から解明する。本研究により、脂質恒常性の破綻により惹起される疾病の治療や予防に有用な科学的基礎知見の創出が期待できる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ヒト由来の脂質輸送型ABCタンパク質を対象とし、クライオ電子顕微鏡による単粒子解析、生化学的解析、及び細胞生物学的解析などの多面的な解析により、脂質輸送型ABCタンパク質の作用機構と生理的役割を解明すること目的とする。ABCタンパク質は12－17 回膜貫通αへリックスをもつ蛋白質であり、特にABCA1は2261アミノ酸残基の大きな膜タンパク質である。そのため、機能を保持したまま大量に精製することは容易ではない。2021年度は、機能状態に近いABCA1立体構造を決定することを目指し、脂質ナノディスクへ再構成したABCA1試料を用いてクライオ電子顕微鏡によるデータ収集および単粒子解析を実施した。ヒトABCA1をヒト由来のFreeStyle 293細胞を用いた一過性発現系により発現させ、活性を保ち単分散性の高い状態で精製サンプルを取得し、精製ABCA1を脂質ナノディスクへ再構成した。試料を負染色解析することにより、単分散性が良好であることを確認した後、クライオ電子顕微鏡解析のためのグリッド作製を実施した。試料の溶液条件、タンパク質濃度、グリッドへのアプライ量、ろ紙によるブロット時間等、データ収集のために最適な条件を決定した。作製したグリッドを用いて、クライオ電子顕微鏡によるデータ収集を行い、単粒子解析を実施したところ、ABCA1粒子の二次元平均像さらには初期三次構造を得ることができた。現在、三次構造のさらなる精密化を行っており、今後、機能状態に近いABCA1立体構造を明らかにできると期待している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
クライオ電子顕微鏡による単粒子解析において、ABCA1の初期三次構造を得ることができ、機能状態に近い脂質輸送型ABCタンパク質の立体構造解明に向け大きく前進したため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
マップ分解能が4Åより高解像度になり次第、3次元モデルの構築と精密化を実施し、脂質を結合した蛋白質の立体構造を捉える。脂質輸送体としての機能、さらには、apoA-I受容体としての機能にとって重要なアミノ酸残基を同定するため、変異体を作製し機能解析を実施する。生化学的解析、及び細胞生物学的解析を実施し、脂質輸送型ABC 蛋白質の作用機構と生理的役割を明らかにする。
|
Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
