2019 Fiscal Year Research-status Report
Structural basis for multimodal sensation in TRP channels
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18K06156
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
日野 智也 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (40373360)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西澤 知宏 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80599077)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / 結晶化 / 膜タンパク質 / クライオ電顕 / TRPチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TRPチャネルは、ヒトの外部環境感知において主要な役割を担うカチオン選択的イオンチャネルであり、侵害刺激物質などの化学刺激だけでなく環境温度変化・浸透圧・機械刺激などの物理刺激にも応答する多刺激受容体として機能する。これまでに、複数種のTRPチャネルがクライオ電子顕微鏡により立体構造決定され、化学刺激による活性化機構の理解は大きく進展したが、一方で物理刺激に対する応答機構については、刺激受容部位、活性化機構など不明な点が多く残されている。そこで本研究では、物理刺激の中でも活性化の制御が容易な温度刺激の受容機構に焦点を絞り、X線結晶構造解析とクライオ電子顕微鏡単粒子解析により、温度刺激受容後の構造変化を可視化することでTRPチャネルによる温度受容機構の解明を目指している。本年度は、活性化温度閾値が制御容易な30℃近辺であるTRPV3についてNanodiscに再構成した状態のクライオ電顕単粒子解析を行い、分解能3.3Aで立体構造を決定することに成功した。その結果、チャネル機能に直接的に関与する脂質分子の存在を見出した。また、チャネル開閉の中間状態と考えられる第６膜貫通領域のπヘリックス構造を安定化するアミノ酸残基を同定することができた。昨年度に引き続き実施したTRPV3の結晶化においては、微結晶化の再現性向上と放射光施設での回折実験に適した大きさの結晶を得ることができたが、現時点では構造決定ができるほどの結晶性ではないことがわかった。TRPV4については、単分散かつ高純度試料の調製が可能となり、Nanodiscへの再構成条件も決定することができた。
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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
クライオ電顕での立体構造決定に成功し、チャネル機能に関わる脂質分子の存在とTRPV3と脂質の相互作用を明らかにすることができたため。
また、TRPV4についても試料調製が可能となったことから、クライオ電顕での立体構造決定に目処が立ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
TRPV3のイノシトールリン脂質結合型の立体構造決定を実施し、どのような制御が行われるのかを明らかにする。また、TRPV4についてもクライオ電顕解析を実施し、温度上昇後の構造変化を解明し、TRPV3との共通性や相違点を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
積極的なキャンペーン時期における購入、海外メーカーとの直接取引などを進めたことによる経費削減のため。タンパク質試料の精製頻度が増したため、その際に必要となる界面活性剤購入に充てる予定である。
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Research Products
(3 results)
