PLN/SERCA2aレギュラトームによる心収縮調節機構の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
• Project/Area Number: 25136702
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小川 治夫 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (40292726)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 膜蛋白質 / イオンポンプ蛋白質 / 心収縮

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度も平成25年度に引き継ぎ、①SERCA2a/PLN複合体を制御する因子群の大量発現系の構築と、②PLNとSLNの単体の発現系の構築、に取り組んだ。①に関してはS100A1、calreticulin、HAX1、HRCの4分子を最初のターゲットとし、平成25年度に大腸菌での発現系の構築を試みたが、S100A1以外の分子での構築は不可能であった。そこで、平成26年度はSf9/バキュロウィルス発現系での発現を試みたところ、calreticulin、HRCの発現に成功した。そこで、前述のS100A1、calreticulinとHRCのタグによる精製を試みた。その結果、どれも純度90%程度で精製することに成功した。だが、SERCA2a/PLN複合体との再構成実験や制御因子群単体の結晶化には更なる精製が必要である。そこでイオン交換カラムでの2段階目の精製を試みた。その結果、95%以上の純度でそれぞれの蛋白を精製することに成功した。今後②のSERCA2a/PLN複合体との再構成に成功したならば、活性測定等の実験を行う予定である。また、制御因子単体での結晶化にも取り組むと共に、複合体での結晶化も目指す。HAX1については引き続き発現系の構築に取り組んでいるが、スモールスケールでの発現には成功した。今後、大量発現へスケールアップすると共に、精製系の構築を行う予定である。②に関しては、アデノウィルス/哺乳類培養細胞発現系により、PLNの野生型を含めて3種類のPLNとSLNの発現・精製系の構築を試み、これに成功した。現在、精製SERCA2aを混ぜ合わせ、脂質2重膜への再構成を試みている最中である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Stimulation, inhibition, or stabilization of Na,K-ATPase caused by specific lipid interactions at distinct sites (2015)
  • Author(s): Habek, M., Haviv, H., Katz, A., Kapri-Pardes, E., Ayciries, S., Ogawa, H., Toyoshima, C., Karlish, S.J.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 290 Pages: 4829-4842
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.611384
  • Peer Reviewed
• [Presentation] X-線結晶構造解析が明かすビセリングビアサイド類のCa2+ポンプ阻害機構 (2015)
  • Author(s): 森田 真布, 小川 治夫, 杖田 淳子, 大野 修, 矢守 隆夫, 豊島 近, 末永 聖武
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会2015
  • Place of Presentation: 日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部（千葉県船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] X-ray crystallographic study of Na,K-ATPase in complex with cardiotonic steroids (2015)
  • Author(s): Haruo Ogawa, Kanna Motoyama, Flemming Cornelius, Bente Vilsen, Chikashi Toyoshima
  • Organizer: Biophysical Society 59th Annual meeting
  • Place of Presentation: Baltimore Convention Center, Baltimore, MD, USA
  • Year and Date: 2015-02-07 – 2015-02-11
• [Presentation] Na+,K+-ATPaseと強心配糖体複合体のX線結晶構造解析 (2014)
  • Author(s): 小川 治夫, 元山 かん奈, Cornelius Flemming, Vilsen Bente, 豊島 近
  • Organizer: 第87回日本生化学会
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 筋強直性ジストロフィーの病態に関わる筋小胞体Ca2+-ATPase 1スプライスバリアントの機能的差異 (2014)
  • Author(s): 趙 一夢, 小川 治夫, 米倉 慎一郎, 三橋 弘明, 豊島 近, 石浦 章一
  • Organizer: 第87回日本生化学会
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Large Production of SERCA toward determination of three-dimensional structures (2014)
  • Author(s): Haruo Ogawa, Yimeng Zhao, Ayami Hirata, Junko Tsueda, Shoichi Ishiura, Giuseppe Inesi, Chikashi Toyoshima
  • Organizer: 14th International Conference Na,K-ATPase and related transport ATPases: Structure, mechanism, cell biology, health and disease
  • Place of Presentation: De Werelt Conference Centre, Lunteren, Netherlands
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-09-05