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2020 Fiscal Year Annual Research Report

時分割測定を用いたチャネルロドプシンの開状態遷移メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 18J21256
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小田 和正  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Keywordsチャネルロドプシン / 時分割結晶構造解析 / C1C2
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、光駆動型カチオンチャネルであるチャネルロドプシンの構造変化及び吸収波長の変化の分子基盤を、タンパク質の立体構造解析を通して解明することである。本年度は、過去の実施した時分割結晶構造解析による構造変化の実験結果を論文にまとめあげた。本論文は世界で初めてチャネルロドプシンの構造変化を原子分解能レベルで捉え、チャネルロドプシンが初期状態から陽イオンを輸送できるようになる分子基盤を解明することに初めて成功した極めてインパクトが大きい論文であると言える。本論文は最終的にeLife誌に受理された。加えて、本年度はアミノ酸輸送体である膜タンパク質複合体xCT-CD98hcの立体構造解析を行った。xCT-CD98hc複合体は、グルタミン酸を排出しシスチンを取り込むアンチトランスポーターである。シスチンはがん細胞が成長するために必要であり、がん細胞に多く発現しているxCT-CD98hc複合体はがん治療薬のターゲットとして注目を集めている。この複合体の立体構造解析を行い、シスチンの取り組み機構を解明することはがん治療薬の開発に貢献できるものと考えられる。立体構造解析にはクライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析を使用し、最終的に分解能6.2Aでの構造決定に至った。本研究の結果を論文にまとめあげ、Protein Science誌に報告することに成功した。本論文の結果は今後のがん治療薬の研究に貢献できるものであると考えている。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Humboldt-Universit(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Humboldt-Universit
  • [Journal Article] Time-resolved serial femtosecond crystallography reveals early structural changes in channelrhodopsin2021

    • Author(s)
      Oda Kazumasa、Nomura Takashi、Nakane Takanori、Yamashita Keitaro, ..., Kubo Minoru、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.7554/eLife.62389

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Consensus mutagenesis approach improves the thermal stability of system x c ? transporter, xCT , and enables cryo‐EM analyses2020

    • Author(s)
      Oda Kazumasa、Lee Yongchan、Wiriyasermkul Pattama、Tanaka Yoko、Takemoto Mizuki、Yamashita Keitaro、Nagamori Shushi、Nishizawa Tomohiro、Nureki Osamu
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 29 Pages: 2398~2407

    • DOI

      10.1002/pro.3966

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Remarks] X線自由電子レーザーで捉えた、光照射によるチャネルロドプシンの 構造変化の過程

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2021/7284/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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