ラフトタンパク質PFOの構造・相互作用解析と核酸性イオンチャネルの創製

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19036026
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 片平 正人 Yokohama City University, 国際総合科学研究科, 教授 (70211844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩下 淑子 (財)東京都高齢者研究・福祉振興, 東京都老人総合研究所, 副参事研究員 (50111498)
• Keywords: PFO / 膜タンパク質 / コレステロール / イオンチャネル / 4重鎖 / リボソーム / NMR

Research Abstract

(1)PFOタンパク質
Perfringolysin Oはコレステロールに富む膜領域に選択的に結合する性質を持つ。無毒化誘導体を用いたT細胞脂質ラフトの解析から,加齢に伴うその量的/質的変化を示唆する結果を得た。脂質ラフトはT細胞活性化の初期反応の「場」と考えられることから,ラフトに局在するシグナル伝達関連分子群を解析したところ,T細胞活性化を「負」に制御する分子群の加齢変化を見出した。T細胞の活性化能は加齢に伴い著しく低下することが知られているが,上記の結果は,脂質ラフトの量的/質的変化がその原因の一つであることを示唆するものと考えられる。
PFOのコレステロール結合ドメインであるD4は凝集しやすいが,凝集防止剤を添加する等の工夫を行うことで,共鳴線の帰属をある程度まで進める事ができた。
(2)核酸性イオンチャネル
リポソームに4重鎖核酸を組み込み,4重鎖核酸にチャネル活性があるのかを検証した。リポソーム内に金属イオンと蛍光性のpH指示薬を封入し,これをリポソーム内に比べ金属イオン濃度とpHが低い水溶液に移した。ここにプロトンイオノフォアを添加する事で,リポソームからの4重鎖核酸を介した金属イオンの流出とそれとカップルしたリポソーム内へのプロトンイオノフォアを介したプロトンの流入が生じるのかを,蛍光性pH指示薬の蛍光強度の変化を蛍光分光器でモニターする事によって,検証した。リボソームに4重鎖核酸を組み込んだ時のみ,プロトンイオノフォアの添加に添うリポソーム内の蛍光強度の減少(pHの低下)が見られた。これは金属イオンの流出とそれにカップルしたプロトンの流入が生じている事を示しており,4重鎖核酸がチャネル活性を有する事が示唆された。目下コントロール実験や他の手法による検証も併せて行い,この事のさらなる検証を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Unexpected A-form formation of 4'-thioDNA in solution,revealed by NMR,and the implications as to the mechanism of nuclease-resistance (2008)
  • Author(s): Matsugami, A., Ohyama, T., Inada, M., Inoue, N., Minakawa, N., Matsuda, A., Katahira, M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 36 Pages: 1805-1812
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of human telomeric DNA under physiological ionic conditions stabilized by proper incorporation of 8-bromoguanosines,as determined by NMR (2007)
  • Author(s): Matsugami, M., Xu, Y., Noguchi, Y., Sugiyama, H. and Katahira, M.
  • Journal Title: FEBS J. 274 Pages: 3545-3556
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural analysis of the fundamental polymer of the sheath constructed by Sphaerotilus natans (2007)
  • Author(s): Takeda, M., Miyanoiri, Y., Nogami, T., Oda, K., Saito, T., Kato, K., Koizumi, J.I., Katahira.M.
  • Journal Title: Biosci.Biotechnol.Biochem. 71 Pages: 2992-2998
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interactions with RNA/DNA of proteins involved in the regulation of transcription,translation and telomere elongation (2007)
  • Author(s): Ohyama, T., Furukawa, A., Miyoshi, T., Takada, Y., Ohgara, S., Hiratsuka, K., Imai, T., Okano, H., Nakagama, H., Nagata, T. and Katahira, M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Symp.Ser. 51 Pages: 77-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of 4'-thioDNA which exhibits endonuclease resistance (2007)
  • Author(s): Matsugami A., Ohyama, T., Inada, M., Inoue, N., Minakawa, N., Matsuda, A. and Katahira, M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Symp.Ser. 51 Pages: 141-142
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Attempt to construct the ion channel composed of nucleic acids (2008)
  • Author(s): Katahira, M.
  • Organizer: International Symposium on Membrane Interface
  • Place of Presentation: Fukuoka
  • Year and Date: 20080000
• [Presentation] 核酸性人工イオンチャネル創製の試み (2007)
  • Author(s): 三好 達也
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Book] 生物物理学ハンドブック(分担) (2007)
  • Author(s): 片平 正人
  • Total Pages: 109-112
  • Publisher: 朝倉書店
• [Book] 生命科学のための機器分析実験ハンドブック(分担) (2007)
  • Author(s): 大山 貴子、松上 明正、片平 正人
  • Total Pages: 24-26
  • Publisher: 羊土社