植物K+チャネルの阻害剤による活性調節機構とイオン透過孔の構造解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity |
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| Project/Area Number |
26102711
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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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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浜本 晋 東北大学, 工学研究科, 助教 (10533812)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | チャネル / 気孔 / 阻害剤 / 植物 / K+チャネル / イオン輸送体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物のK+チャネルと異なり、植物K+チャネルの選択的な阻害剤は報告されていない。植物の葉の表皮に存在し、二酸化炭素を取り込み酸素を排出するガス交換装置である気孔の開口運動は膜電位の過分極化によって活性化するK+チャネルKAT1とKAT2による細胞内へのK+の取り込みが必要である。二酸化炭素の取り込みには気孔の開口が必要であるが、長時間の開口や乾燥条件下では過剰な水分の蒸散により植物が乾燥ストレスに晒されることが知られている。気孔に発現するK+チャネルの人為的な活性調節により気孔の開度の調節が可能と考えられる。本研究ではKAT1の活性阻害剤の探索を行った。K+チャネルは四量体化によって機能分子として働いており、その高次構造は哺乳類のNa+チャネルが機能を示す一量体構造と類似している。以上の知見より、Na+チャネルの阻害剤として報告されているフグ毒のテトロドトキシンとその類似構造物を候補阻害剤としてKAT1のチャネル活性への影響をアフリカツメガエル蘭語細胞の発現系を用いた二電極膜電位固定法によって検討した。その結果、100 マイクロM 5-11,dideoxy TTXと4,9- anhydro5-11,dideoxy TTXによってKAT1チャネル活性が50 %程度の抑制される事を見出した。 TTX類は、Na+チャネルのイオン透過孔を囲むように配位しているアスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アラニン （DEKAリング）に結合することが報告されている。KAT1の透過孔にはDEKAリングが保存されていないため、TTXによるKAT1の阻害機構は不明であり、今後の解析が必要である。
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| Research Progress Status |
27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 |
27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
(13 results)
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[Journal Article] GTR1 is a jasmonic acid and jasmonoyl-l-isoleucine transporter in Arabidopsis thaliana.2017
Author(s)
Ishimaru, Y., Oikawa, T., Suzuki, T., Takeishi, S., Matsuura, H., Takahashi, K., Hamamoto, S., Uozumi, N., Shimizu, T., Seo, M., Ohta, H., and Ueda, M.
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
Volume: 81
Issue: 2
Pages: 249-255
DOI
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Peer Reviewed
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[Presentation] Lipidation of Arabidopsis CPK6 promotes the plasma membrane targeting and the stomata closure mediated by activation of SLAC1 in Arabidopsis guard cells2016
Author(s)
Saito, S., Hamamoto, S., Sato, Y., Uozumi, N., Hashimoto, K., Kudla, J., Utsumi, T., Moriya, K., Tozawa, Y., and Yamauchi, S.
Organizer
International workshop on Plant Membrane Biology
Place of Presentation
Annapolis Maryland, USA
Year and Date
2016-06-05
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[Presentation] Wound-inducible GTR1 transporter is involved in JA-Ile translocation during wound response in Arabidopsis2016
Author(s)
Oikawa,T., Ishimaru, Y., Takeishi, S., Matsuura, H., Takahashi, K., Hamamoto, S., Uozumi, N., Shimizu, T., Seo, M., Ohta, H., and Ueda., M.
Organizer
International workshop on Plant Membrane Biology
Place of Presentation
Annapolis Maryland, USA
Year and Date
2016-06-05
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