2018 Fiscal Year Annual Research Report
電位センサーを標的とした電位依存性イオンチャネルの機能制御と創薬戦略の構築
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17H03978
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
大澤 匡範 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60361606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横川 真梨子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (60648020)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電位依存性イオンチャネル / 電位センサードメイン / 構造変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電位依存性イオンチャネル(voltage-gated ion channel, VGIC)は、膜電位に応じた特定イオンの膜透過を通じて膜電位を制御し、神経伝達や心臓の拍動を担う膜タンパク質であり、創薬の標的としても重要である。VGIC は、膜電位に応じた電位センサードメイン(VSD) の構造変化が、ポアドメインのイオン透過路を開閉し、イオンを膜透過させる。本研究では、以下の4 点を通じて、VSDに結合してVGIC の機能を調節するリガンドの作用機序を解明し、VSD を新規創薬標的とする創薬戦略を確立することを目的とする。(1)各リガンドが結合するVSD の機能構造の同定、(2)VSD上の結合部位、結合に伴う構造変化部位、結合様式の構造生物学的解明、(3) VSD の機能構造選択的に結合する新規リガンドの探索、(4)VSD の機能構造選択的な創薬戦略の実現可能性の実証。
本研究では、不整脈に関わるhERG、精子受精能・異物貪食に関わるHv1、構造生物学的解析が進んでいるKvAPを解析対象としている。
hERGについては、VSDに特異的に結合するGating Modifier ToxinであるAPETx1の変異体を8種類調製し、それぞれのhERG阻害活性をパッチクランプ法で調べることにより、hERG阻害に重要なAPETx1の残基を同定した。hERG-VSDおよびhERG全長については、酵母での発現を試み、大量発現に成功した。FSECにより性状解析を進めている。Hv1については、活性化リガンドとの相互作用を等温滴定型カロリメトリーで解析する系の改善を試みている。また、阻害リガンドであるHaTx1の大量調製法の確立を試みている。KvAP全長については、SS-locking法の最適化検討を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
APETx1の電気生理実験が円滑に進捗し、hERG阻害に重要な残基を同定できたことが大きい。hERG-VSDやhERG全長の調製法についても、今年度酵母での発現系を導入した結果、FSECで単分散性の高い試料が調製できるようになった。
Hv1とKvAPについては、若干難航しているが、着実に問題解決を積み重ねてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まだ、試料調製法の確立できていない、Hv1阻害toxinであるHaTx1の大量調製法を確立し、Hv1の活性に対する影響を評価する。
hERG-VSDおよびhERG全長については、大量調製法の確立および電気生理活性の確認を行う。 Hv1-AA/HaTx1、KvAP全長を含め、リガンドとの相互作用解析を行うとともに、X線結晶構造解析およびNMRにより、複合体構造を原子レベルで明らかにする。
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[Presentation] Functional roles of Mg2+ binding sites in ion-dependent gating of a Mg2+ channel, MgtE, revealed by solution NMR2018
Author(s)
丸山 達朗 , 今井 駿輔 , 草木迫 司 , 服部 素之 , 石谷 隆一郎 , 濡木 理 , 伊藤 耕一 , Maturana Andres D. , 嶋田 一夫 , 大澤 匡範
Organizer
第57回NMR討論会
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[Book] 脂質クオリティ2018
Author(s)
大澤匡範、岡村康司、有田 誠、他
Total Pages
220
Publisher
羊土社
ISBN
978-4-7581-0371-8
