Elucidation and Theoretical Application of the Temperature Sensing Mechanism of Proton Channel
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
18H04697
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
藤原 祐一郎 香川大学, 医学部, 教授 (20532980)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | イオンチャネル / 温度センサー / 温度感受性イオンチャネル / 電位依存性チャネル / プロトンチャネル / ゲーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Hvチャネルの温度特性を解析する。その高い温度依存性を生み出す分子機構を明らかにし、電位依存性チャネルスーパーファミリーに普遍的に通用する温度センシング機構を解明することを目指し、タンパク質の構造－機能－物性を「温度という共通のパラメター」を基軸として解析を行なった。計算科学を用い理論と実験の両側面からチャネルタンパク質を解析し、各パラメターの有機的なつながりを検討した。
1) Hvチャネルの温度感知機構の電気生理学的解析と蛋白質化学的解析結果を融合させ、温度感知機構の理論構築を行った。作成した変異体にも適合するか実験的に検証を行った。
2) 分子動力学解析：Hvチャネルの結晶構造を用いて温度を変えたシミュレーションを行った。温度依存性ドメインの局所的センサー機能が膜貫通領域に伝わりチャネルの開閉を制御する機構を理解するために、膜貫通領域も付加したfull-lengthのチャネルを用いてシミュレーションを行った。
3）他の温度センシングチャネルへのアイデアの展開
Hvチャネルは最小単位の分子構成からなり、他の分子たとえば電位依存性チャネルスーパーファミリー(TRPチャネルも含まれる)の電位センサードメインと構造類似性が高いため、Hv研究で得られる知見の応用が期待される。TRPチャネルにHvチャネルから得られたアイデアで変異を導入し、温度特性を変化させることが出来るかを電気生理学的に解析した。温度依存性のほとんど無い他の電位センサー分子に変異を導入し温度感知機構をもたらすことが出来るか試みた。実験で用いたチャネルに対して、構造情報を基に温度センシング機構を考察した。領域内共同研究を通じて、他種動物の温度感受性チャネルの解析と解析手法の応用を応用を試みた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
