2022 Fiscal Year Research-status Report
XFEL異常散乱によるS型アニオンチャネルのイオン透過機構の可視化
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22K06103
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
溝端 栄一 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (90571183)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 構造生物化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
S型アニオンチャネルは微生物から植物に存在する膜貫通型タンパク質であり、細胞膜を介して種々の陰イオンを透過する。そのイオン透過機構は、従来知られているアニオンチャネルとは全く異なると考えられているが、いまだ未解明である。本研究は、S型アニオンチャネルとそれを透過する陰イオンの相互作用を可視化することを目的としている。
インフルエンザ菌由来のS型アニオンチャネル膜タンパク質を大量発現・精製した。精製時の界面活性剤等の種類やバッファー中の塩濃度によって、膜タンパク質の会合状態が異なることが観察されたことから、より良質な会合条件の精製条件を確立した。精製した膜タンパク質を用いて結晶化条件を検討し、X線自由電子レーザー（XFEL）を用いた回折実験に供する微小結晶の作製条件を精密化した。これを用いて、XFEL施設SACLAにて微小結晶の回折能を評価したところ、最高で分解能3A程度の回折像を確認した。微結晶は、基質となるヨウ素イオンを添加した条件下でも取得することができた。
一方、精製した膜タンパク質の安定性を促進しつつ、微結晶の粘性を高めてXFELでの測定を効率化するための媒体として、新たにイオン液体を利用する条件検討を研究協力者と協同で進め、得られた結果をもとに特許出願を果たした。
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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
インフルエンザ菌由来のS型アニオンチャネル膜タンパク質の微小結晶を、試行錯誤を経て再現性良く調製することに成功したことは重要な進捗である。また、SACLAの試験利用ビームタイムを取得し、微結晶の回折能を確認できたことも、今後、構造決定をするための回折データの収集に向けて意義ある結果であった。
他方、当初の計画にはなかったものの、膜タンパク質および微結晶の安定性の向上を図る媒体の評価をできたことは、期待以上の成果であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
インフルエンザ菌由来のS型アニオンチャネル膜タンパク質の微結晶をSACLAのXFELを照射した際の回折能は、最高で分解能3A程度に留まったことから、今後、結晶化条件に添加剤を加えたり、発現させるタンパク質領域の微調整を行うことで、結晶性の改良を進めてゆく必要がある。
一方、上記の実験と並行して、新たに、真核生物由来のS型アニオンチャネルの発現・精製を進め、構造解析を目指した実験に着手する予定である。
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