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電位依存性チャネルの作動原理の直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 18K06172
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

重松 秀樹  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (00415928)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードクライオ電子顕微鏡 / 構造生物学 / イオンチャネル / 電位依存性 / 膜電位 / 可視化 / 構造・機能相関
研究成果の概要

クライオ電子顕微鏡単粒子解析法によりイオン透過孔の構造変化を直接観察することに成功した。今回利用した試料は蛍光を利用した機能解析にも供され、数分間、膜電位を維持する事が確認されている。ここで確立された手法は、他の膜タンパク質にもそのまま適用する事が可能であり、その機能に伴う構造変化をより生理的な条件下であるリポソームを用いて解析する事が可能であることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リポソーム上に提示された膜タンパク質の機能構造をクライオ電子顕微鏡で明らかにすることは、今後の医薬品開発への応用や、実際に細胞が機能する現場を捉えるという基礎学問的な意義も重要である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cryo-EM Structure of the Prostaglandin E Receptor EP4 Coupled to G Protein.2021

    • 著者名/発表者名
      Nojima S, Fujita Y, Kimura KT, Nomura N, Suno R, Morimoto K, Yamamoto M, Noda T, Iwata S, Shigematsu H, Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 29 号: 3 ページ: 252-260

    • DOI

      10.1016/j.str.2020.11.007

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM structures of Toll-like receptors in complex with UNC93B12021

    • 著者名/発表者名
      Ishida Hanako、Asami Jinta、Zhang Zhikuan、Nishizawa Tomohiro、Shigematsu Hideki、Ohto Umeharu、Shimizu Toshiyuki
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 28 号: 2 ページ: 173-180

    • DOI

      10.1038/s41594-020-00542-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GTP-dependent formation of straight tubulin oligomers leads to microtubule nucleation2021

    • 著者名/発表者名
      Ayukawa Rie、Iwata Seigo、Imai Hiroshi、Kamimura Shinji、Hayashi Masahito、Ngo Kien Xuan、Minoura Itsushi、Uchimura Seiichi、Makino Tsukasa、Shirouzu Mikako、Shigematsu Hideki、Sekimoto Ken、Gigant Benoit、Muto Etsuko
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 220 号: 4 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1083/jcb.202007033

    • 関連する報告書
      2020 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] Electron cryo-microscopy for elucidating the dynamic nature of live-protein complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Shigematsu Hideki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1864 号: 2 ページ: 129436-129436

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.129436

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural analysis reveals TLR7 dynamics underlying antagonism2020

    • 著者名/発表者名
      Tojo Shingo、Zhang Zhikuan、Matsui Hiroyuki、Tahara Masahiro、Ikeguchi Mitsunori、Kochi Mami、Kamada Mami、Shigematsu Hideki、Tsutsumi Akihisa、Adachi Naruhiko、Shibata Takuma、Yamamoto Masaki、Kikkawa Masahide、Senda Toshiya、Isobe Yoshiaki、Ohto Umeharu、Shimizu Toshiyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19025-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Local structural changes of the influenza A virus ribonucleoprotein complex by single mutations in the specific residues involved in efficient genome packaging.2019

    • 著者名/発表者名
      Takizawa N, Ogura Y, Fujita Y, Noda T, Shigematsu H, Hayashi T, Kurokawa K
    • 雑誌名

      Virology

      巻: 531 ページ: 126-140

    • DOI

      10.1016/j.virol.2019.03.004

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinesin-binding-triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport2018

    • 著者名/発表者名
      Shima Tomohiro、Morikawa Manatsu、Kaneshiro Junichi、Kambara Taketoshi、Kamimura Shinji、Yagi Toshiki、Iwamoto Hiroyuki、Uemura Sotaro、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Ichimura Taro、Watanabe Tomonobu M.、Nitta Ryo、Okada Yasushi、Hirokawa Nobutaka
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 217 号: 12 ページ: 4164-4183

    • DOI

      10.1083/jcb.201711178

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural insight into microtubule stabilization and kinesin inhibition by Tau family MAPs2018

    • 著者名/発表者名
      Shigematsu Hideki、Imasaki Tsuyoshi、Doki Chihiro、Sumi Takuya、Aoki Mari、Uchikubo-Kamo Tomomi、Sakamoto Ayako、Tokuraku Kiyotaka、Shirouzu Mikako、Nitta Ryo
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 217 号: 12 ページ: 4155-4163

    • DOI

      10.1083/jcb.201711182

    • NAID

      120006599259

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of epilepsy-related ligand-receptor complex LGI1-ADAM222018

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Atsushi、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Shigematsu Hideki、Sato Yusuke、Goto-Ito Sakurako、Maeda Asami、Goto Teppei、Sanbo Makoto、Hirabayashi Masumi、Shirouzu Mikako、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1546-1546

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03947-w

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Progress in Cryo-EM Imaging of Kv1.2 Channels with Membrane Potential Applied2019

    • 著者名/発表者名
      Hideki Shigematsu, Youshan Yang, Yangyang Yan, Fred J. Sigworth
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spring-8における共用を目指したクライオ 電子顕微鏡施設2019

    • 著者名/発表者名
      重松秀樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cryo-EM Imaging of Kv1.2 Channels with Membrane Potential Applied2019

    • 著者名/発表者名
      Hideki Shigematsu, Youshan Yang, Yangyang Yan, Fred J. Sigworth
    • 学会等名
      Biophysical Society Annual Meetings
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分解能クライオ電子顕微鏡単粒子解析の検討2018

    • 著者名/発表者名
      重松秀樹
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クライオ電顕による電位依存性チャネルの作動原理の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      Hideki Shigematsu, Youshan Yang, Yanyang Yan, Fred Sigworth
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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