| Project/Area Number |
21H02426
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
ABE Kazuhiro 名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 准教授 (60596188)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | P-type ATPase / membrane protein / Cryo-EM / gastric proton pump / Flippase / biochemistry / structgural biology / 膜タンパク質 / 能動輸送体 / 構造解析 / 生化学 / 胃プロトンポンプ / AI / 膜輸送体 / P型ATPase / 脂質 / プロトンポンプ / フリッパーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
生命の根幹とも言える細胞膜を隔てた物質不均衡分布は、主としてカチオンの能動輸送体（イオンポンプ）として知られるP型ATPaseファミリーによって作り出される。この中で、
・100万倍のH+濃度勾配を作り出す胃プロトンポンプ
・アポトーシスに関与するリン脂質フリッパーゼATP11C
これら2つのユニークなポンプの作動機構解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We determined binding mode of several inhibitors/drugs (Tanaka et al., 2021, J Med Chem). Using these drug-bound structures as template, we developed De novo inhibitors employing AI-driven pratform (Abe et al., 2022, Commun Biol).
To clarify the specificity of cation transport among closely-related isoforms, we generate a mutant proton pump in which two K+ is bound (Abe et al., 2021, Nat Cmooun) and a mutant that behave like sodium pump (Young et al., 2022, Nat Commun).
We also determined cryo-EM structure of a soium pump isoform expressed in brine shrimp living in dead sea (Artigas et al., 2023, PNAS)
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
構造とAIを駆使したドラッグデザインの枠組みは、胃プロトンポンプだけでなく、薬剤結合構造既知のタンパク質一般に広く応用が期待される。
プロトンポンプの輸送イオンを変換することに成功したことによって、近縁のカチオンポンプの作動機構の理解に大きく貢献した。
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