2014 Fiscal Year Annual Research Report
TRPチャネルをターゲットとする天然物リガンドのマルチモーダル活性化機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity |
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| Project/Area Number |
26102748
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三尾 和弘 独立行政法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 主任研究員 (40470041)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 膜タンパク質 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 単粒子解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電子顕微鏡解析と計算に基づく単粒子解析法を主な解析技術として、TRPチャネルと天然物リガンドの複合体構造解析を推進する。結合動態の詳細な可視化を行い、多彩な天然物リガンドに応答するTRPチャネルのマルチシグナル活性化機構の解明を目指している。負染色電子顕微鏡画像から再構成したTRPA1の構造に対し、TRPA1に特異的に作用する新規リガンドの結合可視化を行った（領域研究者との共同研究）。電子顕微鏡解析から得られた結合ドメインは、生化学実験の結果ともよく一致しており、両データを合わせることで結果の信憑性を高めることができた。TRPA1チャネルは他にもわさび成分のアリルイソチオシアネートや、カフェイン、プロスタグランジンJ2、分子状酸素、赤外線、17度以下の低温刺激など様々な刺激に応じて開口する。これら多彩な刺激がどのような機構で同一のチャネルを活性化させるかの理解を目指し、マルチシグナル活性化機構を探る。また細胞内の活性酸素受容に働くことが明らかになりつつあるTRPM2チャンネルに関しても解析を進めており。STEM顕微鏡を用いた複合体分子量の絶対量定量やクライオ試料からの構造解析を行った。電子顕微鏡解析には金粒子ラベル法が一般に用いられるが、特異抗体Fabや小分子化されたアビジン分子を用いて、画像処理上で結合した小分子を提示する方法も検討し、他の膜蛋白質複合体の解析にも用いた。
更に本技術を脂質二重膜を介したタンパク質輸送に働く、Secトランスロコン複合体の解析に用いて、その構成因子であるSecDF膜タンパク質のペプチド膜に伴って起こる構造変化を分子レベルで示し、論文化した（J Struct Funct Genomics, 5, 117, 2014）。また本技術の普及を目的に広く研究者が目を通す科学雑誌に概説を記した（実験医学、32,540,2014）。
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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
当初ターゲットとしてたTRPA1のみならず、細胞内の活性酸素受容に働くことが明らかになりつつあるTRPM2の分子構造解析も進んでおり、論文化を進めている。また領域内共同研究を通じて、新規アゴニストの結合様態を分子レベルで示すことにも成功し、計画に対しておおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
TRPA1とTRPM2に対しては、構造解析を更に進めることによりより高分解能の構造を導き出す。またリガンド結合の可視化に関しては、抗体、タグ、金粒子標識を活用して、更に多くの種類のリガンド結合の可視化を試み、普遍的な技術としての確立を図る。領域内の他の研究者との協力を引き続き推進し、電子顕微鏡技術の更なる拡充を図る。
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[Journal Article] Establishment of culture systems for Genotypes 3 and 4 hepatitis E virus (HEV) obtained from human blood and application of HEV inactivation using a pathogen reduction technology system.2014
Author(s)
Owada T, Kaneko M, Matsumoto C, Sobata R, Igarashi M, Suzuki K, Matsubayashi K, Mio K, Uchida S, Satake M, Tadokoro K.
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Journal Title
Transfusion
Volume: 54
Pages: 107-115
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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