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合成イオンチャネルのリン酸化・脱リン酸化酵素による可逆開閉制御

研究課題

研究課題/領域番号 21F51748
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90401702)

研究分担者 KIISKI IIRO  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-11-18 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2022年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2021年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワード合成イオンチャネル / 金属錯体 / MOP / 脂質二分子膜 / 人工イオンチャネル / ペプチド / 酵素反応
研究開始時の研究の概要

有機金属錯体からなる合成イオンチャネルの開閉状態を、チャネルの外周に配位させたペプチドリガンドのリン酸化状態によって外部から制御する。

研究実績の概要

合成イオンチャネルは、分子ロボットと外部環境間のゲートとして機能し、分子ロボットに必須の要素の一つであるセンサーとして働くことが期待されている。外部刺激に対して一定の応答を示す分子ロボットを実現するには合成イオンチャネルの開閉状態を制御する必要があるが、これまで困難であるとされてきた。本研究では、ロジウムイオンを用いた有機金属錯体(RhMOP)からなる合成イオンチャネルの開閉状態を、チャネルの外周に配位させたペプチドリガンドのリン酸化状態によって外部から制御することを目的とする。これまでRhMOPにリン酸化可能なペプチドリガンドを修飾し、リン酸化によるチャネルの開閉制御を平面脂質二分膜上でイオンコンダクタンスを用いて評価している。リン酸化後のRhMOPはリン酸化前のRhMOPと比較して大きなイオンコンダクタンスを示した。このことから、RhMOPに親水性のリン酸基が導入されることによりチャネルが開いた状態で脂質膜上に固定されたと考えられた。またリン酸化前後のRhMOPをそれぞれがん細胞に添加したところ、一定時間後の総細胞数および細胞生存率に違いが見られ、異なる細胞毒性を示すことが確認された。
今年度は、RhMOPチャネルによるがん細胞死に関して、複数のコントロール実験を追加し、より定量的なデータを取得した。またその細胞死のメカニズムを検証するため、カルシウムイオンのフラックスについて評価したところ、キナーゼ添加によりリン酸化状態になった場合、よりカルシウムイオンの導入が増え、これが細胞死を誘導している可能性があることが分かった。現在これらの結果をまとめた論文を執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Design and Characterization of Enzyme-responsive Synthetic Ion Channels2022

    • 著者名/発表者名
      Iiro Kiiski, Nanami Takeuchi, Alexandre Legrand, Reiko Sakaguchi, Kenji Usui, Shuhei Furukawa, Ryuji Kawano
    • 雑誌名

      Proceedings of MicroTAS

      巻: 1 ページ: 366-367

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Design and Characterization of Enzyme-responsive Synthetic Ion Channels2022

    • 著者名/発表者名
      Iiro Kiiski, Nanami Takeuchi, Alexandre Legrand, Reiko Sakaguchi, Kenji Usui, Shuhei Furukawa, Ryuji Kawano
    • 学会等名
      MicroTAS2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Molecular Robotics: An Introduction2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Murata
    • 総ページ数
      296
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9789811939877
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学 川野研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~rjkawano/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学 川野研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~rjkawano/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2022-02-08   更新日: 2024-03-26  

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