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赤色感受性視物質アイオドプシンに結合するアニオン・水分子の物性と機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16041224
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

七田 芳則  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60127090)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2005年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2004年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード視物質 / サル緑視物質 / 蛋白質発現 / 部位特異的変異 / UV-可視分光法 / 水 / 塩化物イオン / 中間体 / アイオドプシン / フーリエ変換赤外分光法 / ニワトリ
研究概要

研究計画書に記載の実験計画に従い、以下の研究を行った。
我々は、Lグループに属する視物質について、結合したCl^-が波長制御以外の分子特性にも影響を及ぼしているかを検討するため、培養細胞系で発現に成功したサル緑視物質を実験材料として研究を続けている。本年度はCl^-結合に関与する残基(His197)を他の19種のアミノ酸残基に置換し、それらの分子特性を比較検討することを試みた。
19種のアミノ酸にそれぞれ置換した変異体の蛋白質部分をHEK293T培養細胞系で一過的に発現させたところ、そのうち13種の蛋白質が発色団と結合して色素蛋白質を生成した。次に、色素蛋白質を形成したそれぞれの変異体を実験材料として、その吸収極大、および、光照射により生成するメタI中間体の吸収極大と崩壊の時定数を測定した。その結果、変異体はそれらの分光学的な性質の違いによって3つのグループに分けられることがわかった。グループ1は野性型と同様の分光学的な性質を示し、吸収極大およびメタIの崩壊の時定数に対してCl^-結合の効果を示す。グループ2はCl^-結合の効果を示さない。グループ3はCl^-が結合していなくてもメタIの崩壊の寿命が非常に速くなった。
野性型を含むグループ1の変異体ではCl^-の結合によってメタI中間体の寿命が変化する。したがって、メタIの状態でもCl^-は蛋白質部分に結合していることが明らかになった。またグループ3に分類される蛋白質は、191番目のヒスチジンをβ-構造を作る傾向にあるアミノ酸を置換したものである。これらの置換によりメタIの崩壊が非常に速くなることから、メタIの崩壊に伴ってCl^-結合サイト付近がβ-構造を取りやすい構造に変化することが推定された。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (17件)

  • [雑誌論文] Assigrnent of the vibrational modes of the chromophores of iodopsin and bathoiodopsin : low-temperature fourier transform infrared spectroscopy of 13C- and 2H-labeled iodopsins.2006

    • 著者名/発表者名
      Hirano, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry. 45

      ページ: 1285-1294

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Recovery of rod-mediated a-wave during light-adaptation in mGluR6-deficient mice.2006

    • 著者名/発表者名
      Ueda, Y.
    • 雑誌名

      Vision Res. 46

      ページ: 1655-1664

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Changes in the Schiff Base Region of Squid Rhodopsin upon Photoisomerization Studied by Low-Temperature FTIR Spectroscopy.2006

    • 著者名/発表者名
      Ota, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry. 45

      ページ: 2845-2851

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a protanomalous chimpanzee by molecular genetic and electroretinogram analyses.2005

    • 著者名/発表者名
      Terao, K.
    • 雑誌名

      Vision Res. 45

      ページ: 1225-1235

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Parallelism of amino acid changes at the RH1 affecting spectral sensitivity among deep-water cichlids from Lakes Tanganyika and Malawi.2005

    • 著者名/発表者名
      Sugawara, T.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102

      ページ: 5448-5453

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A rhodopsin exhibiting binding ability to agonist all-trans-retinal.2005

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto, H.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102

      ページ: 6303-6308

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] FTIR studies of the photoactivation processes in squid retinochrome.2005

    • 著者名/発表者名
      Furutani, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry 44

      ページ: 7988-7997

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Cephalochordate melanopsin : evolutionary linkage between invertebrate visual cells and vertebrate photosensitive retinal ganglion cells.2005

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, M.
    • 雑誌名

      Curr Biol. 15

      ページ: 1065-1069

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression and localization of an exogenous G protein-coupled receptor fused with the rhodopsin C-terminal sequence in the retinal rod cells of knockin mice.2005

    • 著者名/発表者名
      Kodama, T.
    • 雑誌名

      Exp Eye Res. 80

      ページ: 859-869

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct observation of the complex formation of GDP-bound transducin with the rhodopsin intermediate having a visible absorption maximun in rod outer segment membranes.2005

    • 著者名/発表者名
      Morizumi, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry. 44

      ページ: 9936-9943

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Farnesylation of retinal transducin underlies its translocation during light adaptation.2005

    • 著者名/発表者名
      Kassai, H.
    • 雑誌名

      Neuron. 47

      ページ: 529-539

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of knock-in mice carrying third cones with spectral sensitivity different from S and L cones.2005

    • 著者名/発表者名
      Onishi, A.
    • 雑誌名

      Zoolog Sci. 22

      ページ: 1145-1156

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Amino acid residues responsible for the rate of meta-III decay in rod and cone visual pigments.2005

    • 著者名/発表者名
      Kuwayama, S.
    • 雑誌名

      Biochemistry (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Counterion displacement in the molecular evolution of the rhodopsin family2004

    • 著者名/発表者名
      Terakita, A.
    • 雑誌名

      Nat.Struct.Mol.Blol. 3

      ページ: 284-289

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Bistable UV pigment in the lamprey pineal.2004

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, M.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci. USA 101

      ページ: 6687-6691

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis of L-cone/M-cone visual pigment gene arrays in Japanese males with protan color-vision deficiency.2004

    • 著者名/発表者名
      Ueyama, H.
    • 雑誌名

      Vision Res. 44

      ページ: 2241-2252

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel constitutively active mutation in the second cytoplasmic loop of metabotropic glutamate receptor.2004

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, T.
    • 雑誌名

      J.Neurochem. 91

      ページ: 484-492

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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