| 研究課題/領域番号 |
21H02618
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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47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
大澤 匡範 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60361606)
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| 研究分担者 |
横川 真梨子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (60648020)
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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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 電位依存性イオンチャネル / 機能構造 / 構造生物学 / 動作メカニズム / 機能発現メカニズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電位依存性イオンチャネル(VGIC)は、神経伝達や心臓の拍動を担う膜タンパク質であり、創薬の標的としても重要である。VGICは一般に、膜電位に応じた構造変化によりイオン透過ゲートを開閉し、特定のイオンを膜透過させることで膜電位を制御する。しかしながら、これまではその構造遷移メカニズムは不明であった。
そこで本研究では、リガンドの結合や化学修飾により未解明である機能構造を安定化して構造解析を実現可能とする手法を確立し、その立体構造をX線結晶構造解析あるいは電子顕微鏡により原子レベルで明らかにするとともに、NMRによりそれらの間の構造遷移を解析することにより、VGICの動作メカニズムを解明する。
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| 研究成果の概要 |
電位依存性イオンチャネル(VGIC)は、神経伝達や心臓の拍動を担う膜タンパク質である。VGICは一般に、膜電位依存的にイオン透過ゲートを開閉し、特定のイオンを膜透過させることで膜電位を制御する。しかし、膜電位依存的なゲート開閉機構は未解明であった。そこで本研究では、解析が困難であった膜電位存在下での構造を化学修飾により安定化する手法を確立し、その機能構造を原子レベルで明らかにすることを目的とした。
本研究では、電位依存性K+チャネルKvAPの各機能構造をSS結合で安定化した変異体の調製に成功した。これらの試料の大量調製法を確立し、電顕での立体構造解析および電気生理学的な性状解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、VGICが電位依存的な機能を発現する際の構造変化の途中段階を、SS結合で安定化する手法を確立した。これにより、膜電位存在下に一過的に出現する構造についても電子顕微鏡での立体構造解析が可能となった。VGICは、心疾患をはじめとする様々な疾病の治療薬の標的となりうる。したがって、この手法を活用することにより、膜電位存在下で一過的に生じる構造と薬物の相互作用解析が可能となり、革新的な創薬が可能となる。
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