イノシトール三リン酸受容体のチャネル開口機構の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20700344
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 榎本 匡宏 The Institute of Physical and Chemical Research, 発生神経生物研究チーム, 基礎科学特別研究員 (50435632)
• Keywords: IP_3受容体 / カルシウムチャネル / チャネル開口機構 / 分子内相互作

Research Abstract

IP_3受容体は、アミド末端側から順にIP_3結合領域、制御領域、チャネル領域の3つの領域がつなぎ合わさった巨大なタンパク質分子である。したがって、「局所的なIP_3結合領域へのIP_3結合がどのようにチャネル領域に伝わってチャネルが開くのか?」という点がチャネル開口機構を解明するにあたっての鍵となる。この点に関してはこれまでに国内外の研究成果から、IP_3結合領域とチャネル領域が近距離にあり、両者の分子内相互作用がチャネル開口に重要であると予想されてきた。私はこれに加えて近年、「これらの2つの領域に挟まれた制御領域はチャネル領域と直接相互作用することでチャネルを閉じた状態に保持する」という研究成果を世界に先駆けて得ている(未発表データ)。以上の知見から、IP_3受容体のチャネル開口には3つの領域の相互作用とその変化が重要であることが示唆される。
そこで本年度は、前年度までに独自に確立した「3つの領域を独立で精製しIP_3受容体をin vitroで再構成する実験系」と「ELISA法を用いたIP_3受容体の3つの領域間の結合強度の定量系」を用いて、IP_33やCa^<2+>濃度に依存したCa^<2+>透過性の変化と3うの領域間の結合強度の変化を解析した。その結果、研究開始当初の予想通り、IP_3やCa^<2+>濃度に依存した分子内相互作用の変化がチャネルの開閉を制御していること証拠が世界ではじめて得られたので、現在論文を執筆中である。