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膜電位-細胞長変換素子プレスチンの分子構築と動的構造変化の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20056031
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

久保 義弘  生理学研究所, 分子生理研究系, 教授 (80211887)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
2009年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2008年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード生理学 / 神経科学 / 生体分子 / 蛋白質 / シグナル伝達
研究概要

本研究では、膜電位依存的に内耳有毛細胞の長さを変えるのに寄与しているモーター蛋白プレスチンの膜電位依存的な構造変化を、全反射照明下FRET法により解析した。まず、サブユニット間のC末端間のみならず、サブユニット内のNおよびC末端間、さらに、サブユニット間のNおよびC末端間においても、高K+液の還流による脱分極時にFRETが減少することを明らかにした。次に、より定量的な情報を得るために、膜電位をパッチクランプ法により厳密にコントロールしながら、同時にFRET変化を測定する実験を行った。プレスチンの構造変化が顕著に起こる膜電位レンジは、先行するnon-linear capacitanceの解析により予想されている。そこで、FRETの変化がどの膜電位レンジで大きくなるかを定量的に解析したところ、nodinear capacitanceとよく類似した膜電位依存性を示すことが明らかになった。この結果は、本研究で検出したFRETの変化が、プレスチンの構造変化を正しく捉えているものであることを強く支持する。さらに、本研究で確立した全反射照明下FRET法による構造変化の解析手法を、GABAB受容体にも適用し解析を行った。GABAB受容体は、GABABR1aと、GABABR2の異なる二つのサブユニットでなるヘテロ二量体である。各々の様々な部位に蛍光蛋白を付加したコンストラクトを作成して解析を行った結果、リガンド投与時に、二サブユニット間の相対的配置の非対称な変化が起きていること、各々のサブユニット内での構造変化はあまり顕著でないことが明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Ligand-induced rearrangements of the GABAB receptor revealed by fluorescence resonance energy transfer2010

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Nakata H, Tateyama M, Kubo Y
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 285

      ページ: 10291-10299

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural rearrangements of the motor protein prestin revealed by fluorescence resonance energy transfer2009

    • 著者名/発表者名
      Gleitsman KR, Tateyama M, Kubo Y
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology Cell Physiology 297

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional and structural identification of amino acid residues of the P2X2 receptor channel critical for the voltage- and [ATP]-dependent gating2009

    • 著者名/発表者名
      Keceli B, Kubo Y
    • 雑誌名

      Journal of Physiology 587

      ページ: 5801-5818

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstruction of the P2X2 receptor revealed a vase-shaped structure with lateral tunnels above the membrane2009

    • 著者名/発表者名
      Mio K, Ogura T, Yamamoto T, Hiroaki Y, Fujiyoshi Y, Kubo Y and Sato C.
    • 雑誌名

      Structure 17

      ページ: 266-275

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltage-and [ATP]-dependent gating of the P2X2 ATP receptor channel2009

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Keceli B, Nakajo K and Kubo, Y.
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology 133

      ページ: 93-109

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Caffeine activates mouse TRPA1 channels but suppresses human TRPA1 channels2008

    • 著者名/発表者名
      Nagatomo, K. and Kubo, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 105

      ページ: 17373-17378

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structural rearrangements of the motor protein prestin revealed by fluorescence resonance energy transfer2010

    • 著者名/発表者名
      Gleitsman KR, Tateyama M, Kubo Y
    • 学会等名
      Biophysical Society Meeting
    • 発表場所
      The Moscone center(San Francisco市, 米国)
    • 年月日
      2010-02-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 内耳外有毛細胞の膜電位-細胞長変換素子プレスチンの単粒子構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      久保義弘、三尾和弘、小椋利彦、山本友美、佐藤主税
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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