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2013 Fiscal Year Annual Research Report

カチオンークロライド共輸送体のイオン輸送機能を支える分子基盤の解析

Research Project

Project/Area Number 23590301
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

稲野辺 厚  大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00270851)

Keywords膜イオン輸送体 / 再構成実験系 / 構造機能相関 / 疾患関連遺伝子
Research Abstract

カチオン―クロライド共輸送体(CCC)は細胞膜を介するイオンの輸送を司り、細胞内イオンの濃度を調節することによって、細胞応答、イオン恒常性、増殖などの様々な生理現象に関与する。そして、CCCは複数の遺伝性疾患の原因遺伝子であり、利尿薬の作用点である。しかし、CCCのイオン選択性、イオン輸送、作用薬の作用発現機序、遺伝性疾患の発症機構の詳細は不明であった。本申請研究の目的は、古細菌メタノサルキナ属C2A由来のCCCホモログをモデル分子としたCCCの機能解析であった。本ホモログは異所性発現が可能であり、熱安定性に優れていたが、不安定な発現がネックとなり、十分な研究が遂行できなかった。そこで、本年度は低濃度のK+を含む培地では生育できないK+輸送体欠損酵母株を導入した。本株は機能的なK+輸送体が発現すると低濃度のK+を含む培地で生育する。そのため、本酵母株でのCCCの機能的発現は、本株の同培地での生育を促すことが期待された。8種類のヒトCCCを検討したところ、3種のCCCが本株の生育を促した。これは本酵母株におけるCCCの機能的な発現を示している。現在、これらのCCCの活性を修飾する薬物との相互作用を検討している。
カリウム輸送体蛋白質である内向き整流性カリウムチャネルに関する昨年度までの電気生理学、構造生物学的解析から、チャネル細胞質領域のサブユニット集合中心部に位置するポアはイオン透過を阻害する程の強い負の静電ポテンシャルを呈し、イオン透過にはそのポテンシャルを減弱させることが必須であることを報告した。本年度は、細胞質領域ポアの拡張を支える構造変化と、その分子作動と機能との連関を検討した。その結果、ポアを構成するβシートが柔軟な構造を持つこと、そのシートはチャネル活性化因子との相互作用に依存して動くβストランド、膜貫通領域と共に動くβストランドから構成されていることが判った。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Membrane channels as integrators of G-protein-mediated signaling.2014

    • Author(s)
      Inanobe A*, Kurachi Y*
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta

      Volume: 1838 Pages: 521-531

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2013.08.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RGS4 regulates partial agonism of the M2 muscarinic receptor-activated K+ currents.2014

    • Author(s)
      Chen IS, Furutani K, Inanobe A, Kurachi Y.
    • Journal Title

      J. Physiol.

      Volume: 592 Pages: 1237-1248

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2013.269803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformational changes underlying pore dilation in the cytoplasmic domain of mammalian inward rectifier K+ channels.2013

    • Author(s)
      Inanobe A*, Nakagawa A, Kurachi Y*
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 8 Pages: e79844

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0079844

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short-term desensitization of muscarinic K+ current in the heart.2013

    • Author(s)
      Murakami S, Inanobe A, Kurachi Y.
    • Journal Title

      Biophys. J.

      Volume: 105 Pages: 1515-1525

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2013.08.009

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リガンド作動性カリウムチャネルの開閉調節機構:分子内ドメイン間のallosteric couplingを支えるリガンド受容ドメイン内の構造変化2013

    • Author(s)
      稲野辺厚
    • Organizer
      情報計算化学生物学会シンポジウム「イオンチャネルとAllosteric modulators」
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-08-02
  • [Presentation] Ligand-induced conformational changes in the cytoplasmic domain of inward rectifier potassium channels

    • Author(s)
      稲野辺厚
    • Organizer
      第51回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Invited
  • [Presentation] PIP2-dependent regulation of K+ channel gating.

    • Author(s)
      稲野辺厚
    • Organizer
      第87回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Invited
  • [Presentation] G蛋白質制御内向き整流性K+チャネルKir3.2の恒常活性型変異の構造的基盤

    • Author(s)
      稲野辺厚、中川敦史、倉智嘉久
    • Organizer
      第123回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      名古屋
  • [Presentation] Conformational Changes Underlying Pore Dilation in the Cytoplasmic Domain of Mammalian Inward Rectifier K+ Channels.

    • Author(s)
      Inanobe A, Nakagawa T, Kurachi Y.
    • Organizer
      International Congress of Physiological Sciences 2013
    • Place of Presentation
      Birmingham, UK
  • [Presentation] G蛋白質制御内向き整流性K+チャネルKir3.2の恒常活性型変異の構造的基盤

    • Author(s)
      稲野辺厚、中川敦史、倉智嘉久
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
  • [Presentation] SELECTIVE INTERACTION OF CA2+-SENSOR PROTEINS AND KCNQ1 CHANNELS.

    • Author(s)
      Inanobe A, Tsuzuki C, Kurachi Y.
    • Organizer
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
  • [Presentation] Ca2+センサー蛋白質によるKCNQ1チャネルのPIP2感受性の調節

    • Author(s)
      稲野辺厚、都築千鶴、倉智嘉久
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島

URL: 

Published: 2015-05-28  

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