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構造とダイナミクスから探る味覚受容体シグナル伝達機構

研究課題

研究課題/領域番号 17H03644
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関岡山大学

研究代表者

山下 敦子  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (10321738)

研究分担者 日下部 裕子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, ユニット長 (90353937)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード味覚受容体 / 受容体 / 結晶構造解析 / シミュレーション / 味覚 / 一分子計測
研究成果の概要

食物に含まれる様々な化学物質を感知する味覚受容体について、現在唯一立体構造解析が可能なメダカ味覚受容体T1r2a/T1r3味物質認識領域試料を用いた構造解析と、同試料や受容体全体を用いた機能解析を行った。同受容体の応答を阻害する物質を新たに見つけ、さまざまな条件下での構造を解析した結果、味覚受容体の味物質領域が多様な構造をとること、この多様な構造の存在比が味物質の結合に伴い変化することを明らかにし、構造のダイナミクスの変化が味覚受容体によるシグナル伝達と関連する可能性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで味覚受容体の構造解析はあまり進んでおらず、得られていた構造情報は研究代表者らが解析したメダカ味覚受容体T1r2a/T1r3味物質認識領域の味物質結合状態のみであったが、同領域がどのような構造を取りどのような構造変化をするかの情報が得られたことで、味覚受容体によって味物質情報がどのように変換され生体内に伝えられるかを理解していく上での基盤となる情報が明らかとなった。また、受容体作用物質探索の過程で、味覚受容体に対する味物質結合をハイスループットで解析する系を確立した。この系は今後新規味物質開発に有効な解析系として応用できる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 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 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 5件、 招待講演 11件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Ornithology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential scanning fluorimetric analysis of the amino-acid binding to taste receptor using a model receptor protein, the ligand-binding domain of fish T1r2a/T1r32019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida, Norihisa Yasui, Yuko Kusakabe, Chiaki Ito ,Miki Akamatsu, Atsuko Yamashita
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14 号: 10 ページ: e0218909-e0218909

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0218909

    • NAID

      120006860091

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 微生物TRPチャネルの機能と役割2019

    • 著者名/発表者名
      魚住信之、山下敦子
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 270 ページ: 970-976

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Specific modification at the C-terminal lysine residue of the green fluorescent protein variant, GFPuv, expressed in Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakatani, Norihisa Yasui, Issei Tamura & Atsuko Yamashita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 4722-4722

    • DOI

      10.1038/s41598-019-41309-8

    • NAID

      120006777526

    • 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] 食行動と栄養摂取をむすぶ味覚受容体による味分子認識2019

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 37 ページ: 531-535

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] うま味受容体細胞外リガンド結合ドメインのX線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      細谷 麻以子, 山下 敦子
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA利用研究成果集

      巻: 7

    • NAID

      130007969583

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-Function Relationships of Olfactory and Taste Receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Behrens Maik、Briand Loic、de March Claire A、Matsunami Hiroaki、Yamashita Atsuko、Meyerhof Wolfgang、Weyand Simone
    • 雑誌名

      Chemical Senses

      巻: 43 号: 2 ページ: 81-87

    • DOI

      10.1093/chemse/bjx083

    • 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
  • [学会発表] 食品成分と生体のインターフェース・味覚受容体による味物質認識の構造基盤2019

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      日本生化学会北陸支部第37回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一本鎖モネリンを非抗体分子骨格とするGFP結合タンパク質の作製と分子特性解析2019

    • 著者名/発表者名
      安井典久,山下敦子
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規な非抗体分子骨格に基づく人工結合タンパク質のファージディスプレイライブラリーの作製2019

    • 著者名/発表者名
      安井典久,山下敦子
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A fish taste receptor opened the way for structural biology of taste perception2019

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 様々な組換え発現条件下でのGFPuv C末端Lys残基の翻訳後修飾2019

    • 著者名/発表者名
      田村一晟,安井典久,守屋央朗,山下敦子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 味覚受容体T1R2/T1R3リガンド結合領域カチオン結合部位の構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤千晶、安井典久、渥美菜奈子、山下敦子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] T1r1-T1r3味覚受容体味物質認識領域の構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉田高志、安井典久、伊藤 千晶、山下敦子
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型)「化学コミュニケーションのフロンティア」第5回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 味覚受容体T1rへの1価カチオン結合の構造生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤千晶、高科百合子、安井典久、山下敦子
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型)「化学コミュニケーションのフロンティア」第6回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 味覚受容体T1R2/T1R3の甘味物質応答に対する亜鉛イオンの作用2019

    • 著者名/発表者名
      喜多志保子, 日下部裕子, 山下敦子
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Structural basis of amino acid-perception by T1r taste receptors2019

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019) in conjunction with the 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Amino acid-binding characteristics of the ligand-binding domains of taste receptors analyzed by thermal shift assay2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida, Norihisa Yasui, Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Taste perception approached by biophysics and structural biology2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural basis for recognition of preferable taste substances by T1r taste receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サーマルシフトアッセイによる味覚受容体細胞外領域に対するアミノ酸の結合解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 高志, 安井 典久, 渥美 菜奈子, 山下 敦子
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン共鳴法による味覚受容体T1R細胞内C末端領域とカルシウム結合タンパク質の相互作用の速度論的解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 涼希, 安井 典久, 山下 敦子
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子骨格として一本鎖モネリンを用いたGFPを標的とする人工結合タンパク質の作製とその分子特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      安井 典久, 山下 敦子
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Protein thermal shift assay indicated a broad amino acid-binding capability of the ligand-binding domains of fish T1r taste receptor2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida, Norihisa Yasui, Nanako Atsumi, Yuko Kusakabe, Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception (ISMNTOP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 味覚受容体による味物質応答の相関構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      平成30年度第1回構造生物学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一本鎖モネリンを分子骨格とする人工結合タンパク質ファージディスプレイライブラリーの構築2018

    • 著者名/発表者名
      安井典久,山下敦子
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 味物質-味覚受容体の構造生物学研究による化学コミュニケーションの理解2018

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型) 「化学コミュニケーションのフロンティア」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 体外からの栄養素を感知する味覚受容体の構造基盤2018

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 味覚受容体細胞外領域による味物質認識の構造基盤2017

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー・SPring-8先端利用技術ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多様な化学シグナルを感知する味覚受容体味物質認識領域の構造と機能2017

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expression, purification, and characterization of the entire heterodimeric extracellular regions of fish taste receptor2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Maruhashi, Daisuke Noshiro, Norihisa Yasui, Toshio Ando, Atsuko Yamashita
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] X線結晶構造解析によるメダカT1r2a/T1r3細胞外領域への無機金属イオン結合解析2017

    • 著者名/発表者名
      渥美菜奈子、安井典久、山下敦子
    • 学会等名
      日本味と匂学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structures of the ligand-binding domains of taste receptor T1r heterodimer2017

    • 著者名/発表者名
      Nipawan Nuemket, Norihisa Yasui, Yuko Kusakabe, Yukiyo Nomura, Nanako Atsumi & Atsuko Yamashita
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 味覚受容細胞で起こる味覚の初反応への構造生物学的アプローチ:味覚受容体細胞外領域の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      山下敦子
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 膜タンパク質工学ハンドブック2020

    • 著者名/発表者名
      津本浩平、浜窪隆雄(監修)
    • 総ページ数
      624
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435370
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 口・鼻・耳の感覚メカニズムと応用技術2018

    • 著者名/発表者名
      北川 純一他
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      S&T出版
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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