2006 Fiscal Year Annual Research Report
膜を介する(チャネルおよびGPCRを中心とした)情報伝達の分子機構研究
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16001005
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤吉 好則 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (80142298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
溝口 明 三重大学, 医学部, 教授 (90181916)
安井 正人 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (90246637)
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| Keywords | 水チャネル / イオンチャネル / Gタンパク質共役型受容体 / 細胞接着 / シナプス / 電子線結晶学 / 2次元結晶 / プロテオミクス |
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| Research Abstract |
1.水チャネル、アクアポリンの構造と機能、活性制御、そして高次機能の研究
脳に存在する水チャネルAQP4の昆虫細胞で発現する系を確立し、2次元結晶を作製して構造解析に成功しJMBに発表した。AQP4はドーパミンなどの神経伝達物質による水透過性の制御が示唆されている。この機構を構造学的に解析するために、セリン残基がリン酸化された状態を模倣する変異体のSer180Aspの発現、精製、2次元結晶化に成功した。また、水チャネルのファミリーに属しながら、陰イオンを透過する機能が知られているAQP6のAsp60Gly変異体の発現精製に成功したが結晶化できなかった。いろいろな試行錯誤の結果、特殊な脂質を用いることにより、この変異体の2次元結晶ができることを発見した。さらに、水チャネルファミリーの中でほとんど完全に保存されているNPA配列が、水チャネルファミリーにありながら例外的に保存されていないAQP11の機能研究を行った。AQP11を昆虫細胞で発現すると共に精製して、リポソーム膜に再構成して水透過性を測定した結果、水の透過機能があることを解明した。これらの結果を論文としてBBAに発表した。
2.イオンチャネルの構造と機能解析
TRP(transient receptor potential)channelは細胞膜に存在し、情報伝達物質と結合することにより、分子内のイオン通路チャンネルを開いてCaイオンを導入し、細胞内部へと情報を伝達する。このチャネルは、温度感受や酸化ストレスおよび浸透圧の検知、発生・分化、アポトーシス、味覚等々、様々のセンサー的な役割を担っている。このファミリーの1つTRPC3の立体構造を単粒子解析法を用いて解析して、論文としてJMBに発表した。電気シナプスをはじめ広い生物学的機能に関わるGap Junction Channel(Cx26)の昆虫細胞による発現系を確立し、2次元結晶を作製し、構造を解析した。その結果、これまでの教科書の記述を変えるまったく新しいgating機構を提案するプラグモデルを提案した。その結果をPNASに投稿した。
3.GPCR等の構造と機能解析等
GPCRの1つの代表的受容体であるETBRを昆虫細胞SF+細胞を用いて発現し、リガンドが結合した状態の受容体を精製し結晶化を試みている。Calyx of Heldを用いてホルモンであるプレグネノロン硫酸が直接プレシナプスのN-,P/Q-タイプのカルシウムチャネルを活性化することを解明してEur.J.Neurosci.に発表した。
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