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プロトン濃度勾配維持に関連する膜タンパク質の電子線結晶学を用いた構造機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 22770147
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関名古屋大学 (2012-2013)
京都大学 (2010-2011)

研究代表者

谷 一寿  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 特任准教授 (20541204)

連携研究者 藤吉 好則  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 特任教授 (80142298)
阿部 一啓  名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 助教 (60596188)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード高分解能電子顕微鏡解析 / 電子線結晶学 / 二次元結晶 / アクアポリン / aquaporin-4 / H+,K+-ATPase / 膜タンパク質 / 構造生物学 / 電子顕微鏡 / 三次元構造 / 水チャネル / アクアポリン-4 / H+, K+-ATPase / H+K+-ATPase
研究概要

本研究では電子線結晶学のための構造解析方法を開発し、膜タンパク質である水チャネル(aquaporin-4)及び胃プロトンポンプ(H+,K+-ATPase)の立体構造を生体内に近い脂質二重膜内に存在する状態で観察することで、それぞれの立体構造と機能との相関を解析した。その結果、各々異なる様式でプロトン濃度勾配を維持しつつも、物質輸送を行うための重要な調節箇所を示唆することができた。

報告書

(5件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 26件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of a claudin provides insight into the architecture of tight junctions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Nishizawa, K. Tani, Y. Yamazaki, A. Tamura, R. Ishitani, N. Dohmae, S. Tsukita, O. Nureki and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 344 ページ: 304-307

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional structure of bovine heart NADH : ubiquinone oxidoreductase (complex I) by electron microscopy of a single negatively stained two-dimensional crystal2014

    • 著者名/発表者名
      S. Shimada, K. S-Itoh, S. Amano, Y. Akira, A. Miyazawa, T. Tsukihara, K. Tani, C. Gerle and S. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 63 ページ: 167-174

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water channel structures analysed by electron crystallography2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tani and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1840 ページ: 1605-1613

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of a claudin provides insight into the architecture of tight junctions2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Nishizawa T, Tani K, Yamazaki Y, Tamura A, Ishitani R, Dohmae N, Tsukita S, Nureki O, Fujiyoshi Y
    • 雑誌名

      Science

      巻: 344 号: 6181 ページ: 304-307

    • DOI

      10.1126/science.1248571

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional structure of bovine heart NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) by electron microscopy of a single negatively stained two-dimensional crystal2014

    • 著者名/発表者名
      S. Shimada
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 63 号: 2 ページ: 167-174

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft082

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water channel structures analysed by electron crystallography2014

    • 著者名/発表者名
      K.Tani
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta.

      巻: 1840 号: 5 ページ: 1605-1613

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2013.10.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional crystallization of intact F-ATP synthase isolated from bovine heart mitochondria2013

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda, K. S-Itoh, K. Mieda, M. Yamamoto, Y. Nakashima, Y. Ogasawara, C. Jiko, K. Tani, A. Miyazawa, C. Gerle and S. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Acta Cryst

      巻: F69 ページ: 1368-1370

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon sandwich preparation preserves quality of two-dimensional crystals for cryo-electron microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      F. Yang, K. Abe, K. Tani and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 62 ページ: 597-606

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two alternative conformations of a voltage-gated sodium channel2013

    • 著者名/発表者名
      C. J. Tsai, K. Tani, K. Irie, Y. Hiroaki, T. Shimomura, D. G. McMillan, G. M. Cook, G. F.X. Schertler, Y. Fujiyoshi and X. D. Li
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol

      巻: 425 ページ: 4074-4088

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of two distinct states of disassembly in the bacterial V-ATPase from Thermus Thermophilus2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tani, C.P. Arthur, M. Tamakoshi, K. Yokoyama, K. Mitsuoka, Y. Fujiyoshi and C. Gerle
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 62 ページ: 467-474

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strand formation by a trimeric unit repeat of four-transmembrane proteins in Euglena2013

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, Y. Ito, Y. Yamazaki, K. Mineta, M. Uji, K. Abe, K. Tani, Y. Fujiyoshi and S. Tsukita
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 4 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional crystallization of intact F-ATP synthase isolated from bovine heart mitochondria2013

    • 著者名/発表者名
      S. Maeda
    • 雑誌名

      Acta Cryst.

      巻: F69 号: 12 ページ: 1368-1370

    • DOI

      10.1107/s1744309113029072

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two alternative conformations of a voltage-gated sodium channel.2013

    • 著者名/発表者名
      CJ. Tsai, K. Tani, K. Irie, Y. Hiroaki, T. Shimomura, DG. McMillan, GM. Cook, GFX. Schertler, Y. Fujiyoshi and XD. Li
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 425 号: 22 ページ: 4074-4088

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2013.06.036

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The four-transmembrane protein IP39 of Euglena forms strands by a trimeric unit repeat2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H. Itoh Y., et al.
    • 雑誌名

      Nature communication

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-766

    • DOI

      10.1038/ncomms2731

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/2fc8fe41-7fae-4599-9aba-45b2667a75ad

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of two distinct states of disassembly in the bacterial V-ATPase from Thermus thermophilus.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tani, C. P. Arthur, M. Tamakoshi, K. Yokoyama, K. Mitsuoka, Y. Fujiyoshi and C. Gerle
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 62 号: 4 ページ: 467-474

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft020

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of gastric H+, K+-ATPase with a single occupied cation-binding site2012

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, K. Tani, T. Friedrich and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 109 ページ: 18401-18406

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of gastric H+,K+-ATPase with a single occupied cation-binding site.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, K. Tani, T. Friedrich and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.

      巻: 109 号: 45 ページ: 18401-18406

    • DOI

      10.1073/pnas.1212294109

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water permeability and characterization of aquaporin-112011

    • 著者名/発表者名
      K. Yakata, K. Tani$ and Y. Fujiyoshi ($Corresponding author. )
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol

      巻: 174 ページ: 315-320

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational rearrangement of gastric H^+, K^+-ATPase induced by an acid suppressant2011

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, K. Tani and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 2 ページ: 155-155

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Configurations and N-terminal Rearrangements in Connexin26 Gap Junction Channels2011

    • 著者名/発表者名
      A. Oshima, K. Tani, M. M. Toloue, Y. Hiroaki, A. Smock, S. Inukai, A. Cone, B. J. Nicholson, G. E. Sosinsky and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol

      巻: 405 ページ: 724-735

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water permeability and characterization of aquaporin-112011

    • 著者名/発表者名
      K.Yakata, K.Tani, Y.Fujiyoshi
    • 雑誌名

      JOURNAL OF STRUCTURAL BIOLOGY

      巻: 174 号: 2 ページ: 315-320

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2011.01.003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational rearrangement of gastric H^+,K^+-ATPase induced by an acid suppressant.2011

    • 著者名/発表者名
      K.Abe
    • 雑誌名

      Nat.Commun.

      巻: 2

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the cytoplasmic domains of aquaporin-4 on water conduction and array formation2010

    • 著者名/発表者名
      T. Mitsuma, K. Tani, Y. Hiroaki, A. Kamegawa, H. Suzuki, H. Hibino, Y. Kurachi and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol

      巻: 402 ページ: 669-681

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional characterization of H^+, K^+-ATPase with bound fluorinated phosphate analogs2010

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, K. Tani and Y. Fujiyoshi
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol

      巻: 170 ページ: 60-68

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the cytoplasmic domains of aquaporin-4 on water conduction and array formation.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Mitsuma
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol.

      巻: 402 ページ: 669-681

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional characterization of H^+,K^+-ATPase with bound fluorinated phosphate analogs.2010

    • 著者名/発表者名
      K.Abe
    • 雑誌名

      J.Struct.Biol.

      巻: 170 ページ: 60-68

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Strand-forming polymerization of four-transmembrane proteins in Euglena through intermolecular interactions of tandem trimers2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤泰行, 鈴木博視, 山崎裕自, 峯田克彦, 氏昌未, 阿部一啓, 谷一寿, 藤吉好則, 月田早智子
    • 学会等名
      第62回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      ウィンクあいち
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Two alternative conformations of a voltage-gated sodium channel2013

    • 著者名/発表者名
      谷一寿, Ching-Ju Tsai, 入江克雅, 廣明洋子, 下村拓史, Duncan G. McMillan, Gregory M. Cook, Gebhard X. Schertler, 藤吉好則, Xiao-Dan Li
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ELECTRON CRYSTALLOGRAPHY OF EUGLENOID FOUR-TRANSMEMBRANE PROTEIN REVEALED THE LINEAR POLYMERIZATION BY A COMBINATION OF THREE-WAYS OF INTERMOLECULAR INTERACTION2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木博視, 伊藤泰行, 谷一寿, 山崎裕自, 氏昌未, 峯田克彦, 月田早智子, 藤吉好則
    • 学会等名
      Biophysical Society 57th Annual Meeting
    • 発表場所
      Philadelphia, PA, USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] Strand-forming polymerization of four-transmembrane proteins in Euglena through intermolecular interactions of tandem trimers2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤泰行
    • 学会等名
      日本細胞生物学会
    • 発表場所
      ウィンクあいち
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Two alternative conformations of a voltage-gated sodium channel2013

    • 著者名/発表者名
      谷一寿
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Two alternative inactivated conformations of a voltage-gated sodium channel2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tani
    • 学会等名
      Nagoya Symposium
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Unique properties and conserved conformational changes found in gastric H+,K+-ATPase2013

    • 著者名/発表者名
      K. Abe
    • 学会等名
      Nagoya Symposium
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of cytoplasmic construction with aquaporin-4 functions.2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tani
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of cytoplasmic construction with aquaporin-4 functions2010

    • 著者名/発表者名
      谷一寿, 三潴忠典, 廣明洋子, 亀川亜希子, 鈴木博視, 藤吉好則
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 極低温電子顕微鏡による膜タンパク質の二次元結晶構造解析

    • 著者名/発表者名
      谷一寿
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 結晶構造解析によるチャネルの立体構造と機能の解明

    • 著者名/発表者名
      谷一寿
    • 学会等名
      第20回連続研究会~次世代ナノ統合シュミレーションソフトウェアの研究開発~
    • 発表場所
      福井
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [図書] 現代生物科学入門 構造機能生物学2011

    • 著者名/発表者名
      藤吉好則, 中川敦史, 前田雄一郎, 小田俊郎, 嶋田一夫, 西田紀貴, 谷一寿, 加藤博章
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] STRUCTURE AND INHIBITOR OF WATER CHANNEL IN BRAIN., "Water : The Forgotten Biological Molecule", D. L. Bihan and H. Fukuyama ed2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanimura, K. Tani, H. Suzuki, K. Nishikawa, A. Kamegawa, Y. Hiroaki, Y. Fujiyoshi
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 構造生物学(現代生物科学入門第3巻)2011

    • 著者名/発表者名
      藤吉好則
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/BasicBiol/tani/tani_jp.htm

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 谷一寿, 第7回(平成25年度)風戸賞受賞

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 研究内容および成果

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/BasicBiol/tani/tani_jp.htm

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 細胞生理学研究センター

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 電子線結晶学の解析プログラム

    • URL

      http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/BasicBiol/software/software.htm

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/B-3705-2008

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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