膜電位化学連関の新しい生理メカニズムの解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18209007
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡村 康司 Osaka University, 医学系研究科, 教授 (80201987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大河内 善史 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90435818)
• Keywords: イオンチャネル / ホスファターゼ / 自然免疫 / 活性酸素 / 膜電位 / プロトン輸送 / リン脂質 / 脱分極

Research Abstract

電位センサータンパクの動作機構と生理機構について解析を行い以下の結果を得た。電位依存性プロトンチャネルVSOPはダイマーと、して機能し、ダイマー形成にはC末端側のコイルドコイル領域を必要とすること、モノマーとしてもプロトンチャネル機能を有することを明らかにした。現在C末端側のタンパクを合成し、ストイキオメトリーや2次構造の光学的解析などを行っている。VSOPノックアウトマウスを作成し、8代までのバッククロスによりバックグランドをB6に揃えたマウスを確立した。これらのマウスにおいて、好中球細胞における活性酸素産生レベルが有意に低下していることから、プロトンチャネルがNADPHオキシダーゼ活性に重要であることが明らかになった(投稿中)。現在、VSOPとNADPHオキシダーゼとの直接結合を明らかにする実験を行っている。電位依存性ホスファターゼの生理機能を明らかにするため、ゼブラフィッシュ由来VSPタンパクについて酵素活性の膜電位範囲を定量したところ、ゲート電流が全体の5%以下の移動しか伴わない低い膜電位でも、酵素活性泰変化することを見いだした。現在、この計測系を応用して、哺乳類VSPについても酵素活性の電位依存性を計測する実験系を立ち上げっつある。生体での役割を明らかにするため、ツメガエルVSPとゼブラフィッシュVSPに対する抗体を作成することを試みた。

Research Products

• [Journal Article] Voltage-sensing phosphatase : actions and potentials. (2009)
  • Author(s): Okamura Y^*. Murata Y, Iwasaki H.
  • Journal Title: J. Physiol. 587(3) Pages: 513-520
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detailed comparison of expressed and native voltage-gated proton channel currents (2008)
  • Author(s): Musset, B., Cherny, V. V., Morgan, D., Okamura Y, Ramsey, I. S., Clapham, D. E., DeCoursey T. E. ^*
  • Journal Title: J. Physiol. 586 Pages: 2477-2486
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enzyme domain affects the movement of the voltage sensor in ascidian and zebrafish VSPs (2008)
  • Author(s): Hossain. MI, Iwasaki H, Okochi Y, Chahine M, Higashijima S, Nagayama K., Okamura Y. ^*
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 283 Pages: 18248-18259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multimeric nature of voltage-gated proton channels. (2008)
  • Author(s): Koch HP, Kurokawa T, Okochi Y, Sasaki M, Okamura Y^*, Larsson HP^*
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 Pages: 9111-9116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A voltage-sensing phosphatase, Ci-VSP, which shares sequence identity with PTEN, dephosphorylates phosphatidylinositol 4, 5-bisphosphate. (2008)
  • Author(s): Iwasaki H, Murata Y, Kim Y, Hossain MI, Worby CA, Dixon JE, McCormack T, Sasaki T, Okamura Y. ^*
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105 Pages: 7970-7975
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improving membrane voltage measurements using FRET with new fluorescent proteins (2008)
  • Author(s): Tsutsui H, Karasawa S, Okamura Y, Miyawaki A.
  • Journal Title: Nature Methods 8 Pages: 683-685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ion channel clustering. at the axon initial segment and node of Ranvier evolved sequentially in early chordates. (2008)
  • Author(s): Hill AS, Nishino A, Nakajo K, Zhang G, Fineman JR, Selzer ME, Okamura Y, Cooper EC
  • Journal Title: PLoS Genet. 4(12) Pages: e1000317
  • Peer Reviewed
• [Presentation] VSOP Protein Lacking the C-terminal Half of S4-like Segment Retains Proton Permeation (2009)
  • Author(s): 黒川竜紀, 高木正浩, 坂田宗平, 大河内善史, 岡村康司
  • Organizer: Biophysical Society Meeting
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2009-03-03
• [Presentation] Does S4 contribute to proton permeation of voltage-gated proton channel? (2009)
  • Author(s): 岡村康司
  • Organizer: ゴードンリサーチコンファレンス “Protons and Membrane Reactions"
  • Place of Presentation: Ventura, CA, USA
  • Year and Date: 2009-02-24
• [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルの動作機構 (2008)
  • Author(s): 黒川竜紀, コツホハンス, 高木正浩, 大河内善史, 佐々木真理, ラーソンピーター, 岡村康司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会 第82回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] 高膜電位におけるCi-VSPの電位依存的なホスファターゼ活性の解析 (2008)
  • Author(s): 坂田宗平, Hossain MI, 岡村康司
  • Organizer: 第31回日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルのダイマー形成 (2008)
  • Author(s): 黒川竜紀, Hans P. Koch, 大河内善史, 佐々木真理, H. Peter Larsson, 岡村康司
  • Organizer: 第101回 近畿生理学談話会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] 膜電位依存的ホスファターゼCi-VSPの高膜電位における活性 (2008)
  • Author(s): 坂田宗平, ホサイン・イスライル, 岡村康司
  • Organizer: 第101回 近畿生理学談話会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] ホヤから見いたされた新規電位センサー蛋白 (2008)
  • Author(s): 岡村康司
  • Organizer: 日本動物学会第79回大会、シンポジウム「海産動物を用いた基礎生物学エポック研究」
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-05
• [Presentation] 電位センサー蛋白の多様性から見た細胞膜電位シグナル伝達機構の進化 (2008)
  • Author(s): 岡村康司, Thomas McCormack, 黒川竜紀, 斎藤成也
  • Organizer: 第10回日本進化学会シンポジウム「細胞感覚」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-08-24
• [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルVSOPのダイマー形成 (2008)
  • Author(s): 黒川竜紀, Hans Koch, 大河内善史, 佐々木真理, Peter Larsson, 岡村康司
  • Organizer: 第31回日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-09