| 研究課題/領域番号 |
19H03165
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
大嶋 篤典 名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 教授 (80456847)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
|
|---|
| キーワード | ギャップ結合チャネル / 開閉メカニズム / クライオ電子顕微鏡 / 高分解能構造解析 / タンパク質―脂質相互作用 / チャネル機能解析 / 3D variability解析 / ナノディスク再構成 / 試料調製 / コネキシン / 単粒子解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はコネキシンギャップ結合チャネルの高分解能構造解析をクライオ電子顕微鏡単粒子解析法で行い、コネキシンチャネルの開閉機構と生理機能の解明に迫る。ヒトのコネキシン26とコネキシン32を対象とし、可溶化状態と脂質二重膜に再構成された状態のクライオ電子顕微鏡高分解能構造解析を行い、電気生理機能解析も併用する。また試料調製法の最適化による、膜タンパク質のクライオ電子顕微鏡高分解能構造解析を加速するための技術開発を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
ギャップ結合チャネルとその関連タンパク質を脂質ナノディスクに再構成してクライオ電子顕微鏡で構造解析を行った。具体的には線虫のinnexin-6(INX-6)とヒトpannexin-1(PANX1)の2つについての構造研究を行い、電気生理学による機能解析とMDシミュレーションを共同研究で行った。これらの結果から、チャネルが開くときはN末端領域が漏斗状のコンフォメーションを取り、チャネルが閉じるときには脂質がINX-6やPANX1のチャネル通路に入り込んで塞ぐ脂質ゲーティングモデルが示唆された。本研究によってLarge pore channelが閉じるメカニズムの一つの解釈を与えることができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ギャップ結合チャネルとは水やイオンのほか、ヌクレオチドやペプチドといった大きい分子を通すことが知られているが、その開閉機構を明確に説明できる構造モデルは存在しておらず、これはLarge pore channelについても同様であった。本研究によってINX-6やPANX1のチャネル通路に脂質が入り込んで閉じる概念は、過去に示唆されることのない新しい開閉機構のモデルである。INX-6とPANX1はその機能が本質的に異なると想定されるが、N末端領域がファネルを形成し、その閉塞に脂質が関与している点が似通っているのは、ギャップ結合ファミリータンパク質に共通したメカニズムであることを示唆するものである。
|
