ネオニコチノイドの毒性発現を制御するニコチン性アセチルコリン受容体の構造因子探索

• 研究課題/領域番号: 16K21507
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物有機化学; 生物分子化学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 伊原 誠 近畿大学, 農学部, 准教授 (30466031)
• 研究協力者: 疋田 麻衣 ; 福田 芳恵
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ネオニコチノイド / 殺虫剤 / ニコチン性アセチルコリン受容体 / アセチルコリン結合タンパク質 / イミダクロプリド / チアクロプリド / nAChR / アセチルコリン受容体 / 結晶構造解析 / 生体分子 / 生理学 / 生理活性 / 蛋白質 / 高分子構造・物性

研究成果の概要

ネオニコチノイド系殺虫剤は，世界中で広く使用されている農業・園芸用殺虫剤であり，近年その毒性に注目が集まっている．本研究では，ネオニコチノイドの毒性発現を制御するニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)の構造因子を探索するために，nAChRのモデルタンパク質,アセチルコリン結合タンパク質を用いたX線結晶構造解析およびホモロジーモデリング法を用いて，ネオニコチノイドとnAChRの相互作用に重要な構造因子を探索した．その結果，昆虫のnAChRαサブユニット上に存在する，Loop領域のうち D,G,E領域のアミノ酸残基がネオニコチノイドとの相互作用に有利な構造を形成することを明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] UCL(英国)
• [国際共同研究] UCL(英国)
• [雑誌論文] Combined effects of mutations in loop C and the loop D-E-G triangle on neonicotinoid interactions with Drosophila Dα1/chicken β2 hybrid nAChRs (2018)
  • 著者名/発表者名: Hikida Mai,Shimada Shota, Kurata Ryo, Shigetou Sho, Ihara Makoto, Sattelle David B., Matsuda Kazuhiko
  • 雑誌名: Pesticide Biochemistry and Physiology 巻: 印刷中 ページ: 47-52
  • DOI: 10.1016/j.pestbp.2018.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loops D, E and G in the Drosophila Dα1 subunit contribute to high neonicotinoid sensitivity of Dα1-chicken β2 nicotinic acetylcholine receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: Ihara Makoto、Hikida Mai、Matsushita Hiroyuki、Yamanaka Kyosuke、Kishimoto Yuya、Kubo Kazuki、Watanabe Shun、Sakamoto Mifumi、Matsui Koutaro、Yamaguchi Akihiro、Okuhara Daiki、Furutani Shogo、Sattelle David B、Matsuda Kazuhiko
  • 雑誌名: British journal of pharmacology 巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1999-2012
  • DOI: 10.1111/bph.13914
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Modes of action, resistance and toxicity of insecticides targeting nicotinic acetylcholine receptors. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ihara M, Buchingham SD, Matusda K, Sattelle DB
  • 雑誌名: Current Medicinal Chemistry 巻: 24 号: 27 ページ: 1-10
  • DOI: 10.2174/0929867324666170206142019
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 線虫C. elegansの筋肉型および神経型ニコチン性アセチルコリン受容体に対するParaherquamide Aの阻害活性発現機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊原 誠、小鑓 亮平、古谷 章悟、甲斐 建次、林 英夫、David B. SATTELLE、松田 一彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
• [学会発表] 殺線虫活性を示す糸状菌代謝物パラヘルクアミドの活性発現機構の構造生物学的理解 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊原誠, 野口晃, 二木邦浩, 古谷章悟, 松田一彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部大会
• [学会発表] 線虫C. elegansの筋肉型および神経型ニコチン性アセチルコリン受容体に対する (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊原 誠、小鑓 亮平、古谷 章悟、甲斐 建次、林 英雄、David B. SATTELLE、松田 一彦
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学(京都府・京都市)