| 研究課題/領域番号 |
21H02444
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中川 敦史 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20188890)
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| 研究分担者 |
米澤 康滋 近畿大学, 先端技術総合研究所, 教授 (40248753)
岡村 康司 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80201987)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 膜電位 / タンパク質 / 構造生物学 / 電位センサータンパク / 構造・機能解析 / Ｘ線結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡 / 膜タンパク質 / 電位センサータンパク質 / 構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電位依存性ホスファターゼVSPは、膜電位という電気信号を酵素活性の制御という化学信号に変える膜タンパク質であり、生物における電気信号の新たな役割を示す重要な分子である。本研究では、VSPの様々な状態の詳細な原子構造を解明し、VSPが電気信号を化学信号に変える動作機構の理解を目指す。また、VSPの酵素領域は、ガン抑制因子PTEN と高い相同性を有しており、VSPの基質認識機構、反応機構を参考にすることで、PTENの基質認識機構や代謝物との相互作用機構を理解し、ガン進展のメカニズムの原子レベルでの理解やこれまでにないガン治療法の開発など、新たな研究の発展の基礎データを得る事も期待できる。
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| 研究実績の概要 |
電位依存性ホスファターゼVSPは、膜電位という電気信号を酵素活性の制御という化学信号に変える膜タンパク質であり、生物における電気信号の新たな役割を示す重要な分子である。本研究では、VSPの様々な状態の詳細な原子構造を解明し、VSPが電気信号を化学信号に変える動作機構の理解を目指すとともに、電気生理実験や蛍光アミノ酸ANAPを利用した実験により、細胞内の動きを追うことを試みた。
前年度に引き続き、野生型VSPに加え、酵素活性をなくしたC302S変異体を対象として加えて研究を進めた。また、これと並行してＮ末端領域を削除した変異体、およびＮ末端およびC末端それぞれに我々が開発した結晶化タグ（Gnb-tag）を付加した変異体についても発現・精製条件の最適化を進めた。様々な条件での結晶化スクリーニングの結果、DrGgVSP(C302S,30-511)-GnbとeGFPの複合体の微結晶を得ることに成功した。
ホヤ由来VSP（Ci-VSP）の活性中心のシステインC363の隣のリシン残基K354は種間で高度に保存されているが、タスマニアデビル、コアラ、シカシロアシネズミ由来のVSPではメチオニンに、オポッサムではロイシンに置換されていた。そこでCi-VSPの364位を様々なアミノ酸に変化させた変異体を作製し、電位依存的な脱リン酸化活性を測定したところ、この部位の違いによる電位依存的な酵素活性の変化が明らかになったた。これらの結果から、PIP脱リン酸化酵素の基質選好性を理解することで、新たな分子ツールの設計が期待されると考えている。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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