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立体構造から「匂い分子結合タンパク質」の機能を解明し、その応用を目指す

研究課題

研究課題/領域番号 16K07431
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

岩佐 達郎  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 名誉教授 (00133926)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード匂い分子結合タンパク質 / 化学感覚タンパク質 / X線小角散乱 / 立体構造 / ヤマトクロアリ / アカハライモリ / 嗅覚 / におい分子結合タンパク質 / 免疫組織化学 / クロオオアリ / 化学感覚 / X 線小角散乱 / 行動生理 / 感覚受容 / タンパク質立体構造 / 生物物理
研究成果の概要

匂い受容に関わる匂い分子結合タンパク質、化学感覚タンパク質(CSP)は疎水性の匂い分子を結合し、リンパや嗅粘液に覆われた親水性環境にある嗅受容体タンパク質まで運び、匂い分子を受容体に渡す、と考えられているが、その詳細な機構は明らかではない。
本研究ではヤマトクロアリの持つCSP1タンパク質の溶液中での立体構造を溶液散乱(小角散乱から広角散乱まで)によって調べ、pH変化によってその回転半径が変化すること、この変化がリガンドの結合強度の変化を伴っていることを明らかにした。さらに、同一細胞で発現するCSP13タンパク質の諸性質を調べ比較することにより、両者の役割分担について考察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

匂い受容に関わる「匂い分子結合タンパク質」「化学感覚タンパク質」のX線溶液散乱を行い、溶液中の構造と、その構造変化に基づいて、それらのタンパク質の機能と分子機構について調べた。ヤマトクロアリの感覚子に発現する2種の化学感覚タンパク質について、その生理機能と分子機構に関する新たな知見を明らかにしたことは、これらのタンパク質の研究において学術的に重要な成果であると考える。
また、これらのタンパク質は構造的に安定であり、遺伝子操作によって改変したものを得ることも可能であることから、種々の生体素子としての利用が検討されている。このような応用面からも、本研究の知見は社会的に意義のあるものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Inner Mongolia Normal University/Inner Mongolia Univ. Nationalities(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Two Consecutive Polar Amino Acids at the End of Helix E are Important for Fast Turnover of the Archaerhodopsin Photocycle2019

    • 著者名/発表者名
      Geng Xiong、Dai Gang、Chao luomeng、Wen Durige、Kikukawa Takashi、Iwasa Tatsuo
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 980-989

    • DOI

      10.1111/php.13072

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure of Ultrafine Bubbles and Their Effects on Protein and Lipid Membrane Structures Studied by Small- and Wide-Angle X-ray Scattering2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Hirai, Satoshi Ajito, Kosuke Takahashi, Tatsuo Iwasa, Xing Li, Durige Wen, Rika Kawai-Hirai, Noboru Ohta∥, Noriyuki Igarashi, and Nobutaka Shimizu
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 123 号: 16 ページ: 3241-3249

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b00837

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photocycle of Sensory Rhodopsin II from Halobacterium salinarum (HsSRII): Mutation of D103 Accelerates M Decay and Changes the Decay Pathway of a 13-cis O-like2018

    • 著者名/発表者名
      Dai G, Geng X, Chaoluomeng, Tamogami J, Kikukawa T, Demura M, Kamo N, Iwasa T
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 94 号: 4 ページ: 705-714

    • DOI

      10.1111/php.12917

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Surface Acoustic Wave Propagation Velocity in Biological Function-Oriented Odor Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Yuxia Yang, Koji Nagano, Chaoluomeng, Tatsuo Iwasa, and Hisashi Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of Sensors

      巻: Article ID 8129484 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1155/2018/8129484

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple primary amino amide organocatalyst for enantioselective aldol reactions of isatins with ketones2016

    • 著者名/発表者名
      Kimura, J., Reddy, UVS., Kohari, Y., Seki, C., Mawatari, Y., Uwai, K., Okuyama, Y., Kwon, E., Tokiwa, M., Takeshita, M., Iwasa, T., Nakano, H.
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 22 号: 22 ページ: 3748-3756

    • DOI

      10.1002/ejoc.201600414

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous analysis of major ingredients of Gardenia fruit by HPLC-MS/TQMS method2016

    • 著者名/発表者名
      Galaquin, M., Uwai, K., Yuguchi, M., Iwasa, T.
    • 雑誌名

      Mongolian journal of chemistry

      巻: 17

    • NAID

      120006529878

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The heterotrimeric G protein contributes to endoplasmic reticulum stress tolerance in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Kanehara K, Cho Y, Iwasa T
    • 学会等名
      EMBO Workshop; Membrane contact sites in health and disease
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アリの感覚子に発現する「化学感覚タンパク質」のリガンド結合に伴う構造変化2017

    • 著者名/発表者名
      温都日格, 李興, 平井光博, 北條賢, 尾崎まみこ, 岩佐達郎
    • 学会等名
      2016年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城県
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on the pH-dependent changes in the structure and ligand-binding properties of the perireceptor proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Xiong Geng, Luomeng Chao, Gang Dai, Tatsuo Iwasa
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クロオオアリの感覚子に発現する「化学感覚タンパク質」の構造と化学分子結合特性2017

    • 著者名/発表者名
      温都日格、尾崎まみこ、平井光博、岩佐達郎
    • 学会等名
      日本味と匂い学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アカハライモリ嗅上皮に発現するリポカリンCp-Lip1 の匂い応答増強効果2017

    • 著者名/発表者名
      中村整、山川浩之、野海芳博、仲村厚志、温都日格、李興、耿兄、澤田研、岩佐達郎
    • 学会等名
      日本味と匂い学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Distribution of phosphate solubilizing bacteria in ground water and their potential impacts on groundwater quality2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Iwasa
    • 学会等名
      The 8th Forum on Studies of Environmental and Public Health Issues in Asian-Mega-cities (EPAM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural studies on the perireceptor proteins involving in the chemoreception2017

    • 著者名/発表者名
      T. iwasa, D. Wen, X. Li, S. Ajito, M. Ozaki, M. Hirai
    • 学会等名
      19th IUPAB
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The structure-function relationships of chemosensory protein found in the sensillum of Camponotus japonicus2016

    • 著者名/発表者名
      Wendurige, X Li, M Hojo, M Ozaki, T Iwasa
    • 学会等名
      The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan,
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The odorant binding specificity of two odorant binding proteins of the Japanese common newt2016

    • 著者名/発表者名
      X Geng, X Li, Chaoluomeng, T Iwasa
    • 学会等名
      The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan,
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of the odorant binding protein of Japanese newt, Cynops pyrrhogaster, examined by two different electrophysiological methods2016

    • 著者名/発表者名
      T Nakamura, H Yamakawa, A Nakamura, X Li, K Sawada, T Iwasa
    • 学会等名
      The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan,
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure-function relationship of two soluble proteins involved in chemoreception2016

    • 著者名/発表者名
      Wendurige, X Li, M Hojo, M Ozaki, T Iwasa
    • 学会等名
      17th International Symposium on Olfaction and Taste (ISOT2016)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] pH dependence of a ligand-binding property of the newt odorant binding protein, Cp-Lip12016

    • 著者名/発表者名
      X Li, Wendurige, T Iwasa
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Sensing and Animal Behavior
    • 発表場所
      The University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生物模倣匂いセンサーとは;嗅覚のしくみ2016

    • 著者名/発表者名
      岩佐達郎
    • 学会等名
      第90回北海道医学検査学会
    • 発表場所
      室蘭工業大学, 北海道
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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