2013 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
25670108
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
藤原 祐一郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532980)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | イオンチャネル / 温度感知 / TRPチャネル |
|---|
| Research Abstract |
（全体構想） 我々は36.5℃の体で恒常性を保って生きています。そして、時に火や氷雪を「熱い」「冷たい」と感じて回避します。本研究では、我々が温度を感じ取るメカニズムを分子構造のレベルから明らかにします。
（具体的目標） 温度を感知するイオンチャネル（Thermo TRP）の温度を感知するドメインの結晶構造を高解像度で解き、そのタンパク質ドメインの温度特性を熱力学的に解析します。Thermo TRPのイオンチャネルとしての機能を電気生理学的に温度変化と対応させて解析します。温度という「共通のパラメタ－で解析軸を統一」して結晶構造－タンパク質－分子機能とシームレスな解析を行い、「イオンチャネルの温度感知機構」の普遍的な概念の確立を目指します。
上記目的を達成するため、本年度は、Thermo TRP（TRPV1,V2,V4,A1,M8）サブファミリーに対して、アフリカツメガエル卵母細胞を用いた発現機能解析実験を行い、温度に依存した活性の測定を行った。
温度を感知するに対して重要な働きを持つドメインとして知られる、TRPV1とTRPM8の細胞内コイルドコイルドメインの蛋白質の発現、精製を大腸菌を用いて行った。同じく、TRPA1の細胞内アンキリンドメインの蛋白質に対して、大腸菌を用いて発現精製を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
発現系を用いての機能解析に成功しており、今後の研究進展の礎となる解析法の確立に成功した。発現系を用いて蛋白質断片の発現精製に成功しており、今後の研究進展の礎となる解析法の確立に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
TRPチャネルが温度を感知できる機構を解明するため、学際的な方法を取り入れて解析を行なう。本年度行った、発現系を用いた機能解析と、温度受容特性を決定するドメインのタンパク質断片のを発現・精製を足がかりに、(1)部分構造の詳細とチャネル機能の理解を目的に結晶構造解析を行う。(2)細胞内ドメイン蛋白の熱力学的性質でイオンチャネルの温度受容特性が決まるのかどうかを知ることを目的に、温度上昇に伴うタンパク質の二次構造変化と、その温度閾値・温度依存性を解析する。(3)膜貫通領域のチャネルゲートとの連携を知るために、大腸菌膜貫通領域を用いたFull-lengthキメラチャネルを作成し、構造解析を行なう。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
（研究方針決定の困難）
平成25年10月、国外の他の研究グループからTRPV1チャネルの構造解析の報告が行われた。分子機能の本質をより深く理解し細胞機能の解明に繋げるために、原子構造を基盤とした機能解析を行う必要が生じた。
分子機能の本質をより深く理解し細胞機能の解明に繋げることを目的に、解かれたTRPV1チャネルの結晶構造の情報を基に、変異体を作成し、電気生理学的機能解析を行う。また、他のタイプのThermo TRPチャネルへ拡張させるために、ホモロジーモデリングを行い、構造情報を拡張して利用し、構造－蛋白質－機能のシームレスな解析を試みる。
|
-
-
[Journal Article] X-ray Crystal Structure of Voltage-gated Proton Channel2014
Author(s)
Takeshita K., Sakata S., Yamashita E., Fujiwara Y., Kawanabe A., Kurokawa T., Okochi Y., Matsuda M., Narita H., Okamura Y., Nakagawa A.
-
Journal Title
Nature Structural & Molecular Biology
Volume: 21
Pages: 352-357
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
