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分子内運動に着目したヒト多剤排出トランスポーターの輸送機構解明

Publicly Offered Research

Project AreaNovel measurement techniques for visualizing 'live' protein molecules at work
Project/Area Number 15H01638
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

木村 泰久  京都大学, 農学研究科, 助教 (10415143)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords多剤排出トランスポーター / 膜輸送体 / 動的構造 / ABCタンパク質 / MDR1 / ABCトランスポーター / 多剤耐性 / 揺らぎ運動 / 能動輸送 / 高速AFM
Outline of Annual Research Achievements

研究2年度目には研究初年度に引き続き、ヒト多剤排出トランスポーターの膜貫通領域のゆらぎ運動による基質取り込みゲートの機能解析を行うと共に、ホモログタンパク質の動き解析を継続して実施した。
多剤排出トランスポーター(MDR1, p-glycoprotein, ABCB1)は血液脳関門、小腸上皮、腎臓などの境界領域に発現するタンパク質であり、生体や重要な臓器を有害な化合物から保護している。また投与薬物の体内動態にも大きく影響し、癌の多剤耐性にも関与することから、詳細な輸送機構解明は創薬等において重要な課題である。
多剤排出トランスポーターの基質取り込みゲート機構の解析では、初年度に引き続き膜貫通ヘリックスのゆらぎ運動による輸送基質の取り込みについて、様々な輸送基質を対象とした酵素学的解析により基質取り込みの詳細を検討した。その結果、多剤排出トランスポーターにはゲートが2箇所あり、輸送基質を通過させるだけでなく、選別を行っている可能性を強く示唆する結果を得た。また研究初年度では多剤排出トランスポーターと類縁関係にある脂質輸送体にも基質取り込みゲートが存在する結果を得ていたが、ゲートの位置が多剤排出トランスポーターとは異なっていたため、ゲートの変換によって機能交換が可能であるかを検討している。多剤排出トランスポーターの動き解析では前年度に引き続き好熱性紅藻由来のホモログタンパク質について解析を行った。初年度に観察を行っていた可溶化条件に加え、再構成標品を用いて脂質2重膜中での動き解析を試みた。ヒトの多剤排出トランスポーターは熱安定性が低いため、動き解析が困難であった。そこで本年度の研究では膜境界面に存在するモチーフ構造に着目し、ヒト多剤排出トランスポーターの耐熱化を試みた。これまでに熱安定性において数度の向上が認められ、解析に適した試料が調製できたと考えている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016

All Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] Analysis of thermostabilizing mechanism of multidrug transporter2017

    • Author(s)
      Yilun WANG, Shuichi INOUE, Noriyuki KIOKA, Yasuhisa KIMURA, Kazumitsu UEDA,
    • Organizer
      2017年日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] コレステロール認識配列CRACは、ヒトABCG4のコレステロール輸送において重要である2017

    • Author(s)
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • Organizer
      2017年日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトABCB6によるポルフィリン認識機構の解析2017

    • Author(s)
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • Organizer
      2017年日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ヌクレオチド依存的なKATP チャネル複合体の構造変化2016

    • Author(s)
      木村泰久
    • Organizer
      第1 回 イオンチャネル研究会
    • Place of Presentation
      博多
    • Year and Date
      2016-07-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒト培養細胞を用いた哺乳類膜タンパク質複合体の発現・精製2016

    • Author(s)
      木村泰久
    • Organizer
      第16回 日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      博多
    • Year and Date
      2016-06-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒトABCG4に存在するコレステロール認識配列の機能解析2016

    • Author(s)
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • Organizer
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子間力顕微鏡(AFM)観察に向けたABCタンパク質サンプルの最適化2016

    • Author(s)
      山原一晃、木村 泰久、柴田 幹大、内橋 貴之、安藤 敏夫、木岡 紀幸、植田和光
    • Organizer
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトABCB6に存在する機能未知膜ドメイン(TMD0)の解析2016

    • Author(s)
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • Organizer
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Reconstitution of human ABCA1 in nanodisc for the functional analysis2016

    • Author(s)
      川野邊峻哲、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • Organizer
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • Place of Presentation
      Innsbruck, Austria
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Functional analysis of the CRAC domain in TM6 of human ABCG4.2016

    • Author(s)
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • Organizer
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • Place of Presentation
      Innsbruck, Austria
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleotide induces conformational change in the channel subunit of KATP channel2016

    • Author(s)
      木村泰久、菅野亮、松尾道憲、加藤博章、光岡薫、植田和光
    • Organizer
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • Place of Presentation
      Innsbruck, Austria
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of functional role of TMD0 of human ABCB62016

    • Author(s)
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • Organizer
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • Place of Presentation
      Innsbruck, Austria
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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