熱力学的考察に基づくプロトン共役薬物トランスポーターの基質親和性制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23790060
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 東邦大学 (2012-2013); 松山大学 (2011)
• 研究代表者: 下野 和実 東邦大学, 薬学部, 准教授 (30415187)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 等温滴定型熱量計 / 薬物輸送 / 分子認識 / 相互作用エネルギー / 多剤排出輸送担体 / プロトン/オリゴペプチド輸送担体 / 熱力学量 / 薬物輸送担体 / 無細胞タンパク質合成系 / alternative access model / EmrE / YdgR

研究概要

トランスポーターは，“基質の結合親和性を制御する”ことで基質を輸送する．本研究では，基質との相互作用エネルギーを解析できる技術である等温滴定型熱量測定を行い，プロトン共役薬物トランスポーターの基質親和性制御に対する熱力学的考察を行った．対向輸送系EmrEの研究では，Glu25が基質相互作用の駆動力のpH依存的変化に関与していることを見いだした．共輸送系YdgRの研究では，相互作用の駆動力はpHによらずエントロピー変化であることがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] A common variant of leucine-rich repeat-containing 16A (LRRC16A) gene is associated with gout susceptibility (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakiyama, M. Matsuo, H. Shimizu, S. Chiba, T. Nakayama, A. Takada, Y. Nakamura, T. Takada, T. Morita, E. Naito, M. Wakai, K. Inoue, H. Tatsukawa, S. Sato, J. Shimono, K. Makino, T. Satoh, T. Suzuki, H. Kanai, Y. Hamajima, N. Sakurai, Y. Ichida, K. Shimizu, T. Shinomiya, N.
  • 雑誌名: Hum Cell 巻: 27(1) 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1007/s13577-013-0081-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study of the interaction of drugs with liposomes with isothermal titration calorimetry (2013)
  • 著者名/発表者名: Osanai H, Ikehara T, Miyauchi S1, Shimono K, Tamogami J, Nara T, Kamo N
  • 雑誌名: Journal of Biophysical Chemistry 巻: 4 号: 01 ページ: 11-21
  • DOI: 10.4236/jbpc.2013.41002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic parameters of anion binding to halorhodopsin from Natronomonas pharaonis by isothermal titration calorimetry (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Saori
  • 雑誌名: Biophysical Chemistry 巻: 172 ページ: 61-67
  • DOI: 10.1016/j.bpc.2013.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced proton release in proteorhodopsin at low pH: The possibility of a decrease in the pKa of Asp227 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamogami Jun, Kikukawa Takashi, NaraToshifumi , Shimono Kazumi, Demura Makoto, Kamo Naoki
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51巻 号: 46 ページ: 9290-9301
  • DOI: 10.1021/bi300940p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemistry of acetabularia rhodopsin II from a marine plant, Aceta bularia acetabulum (2011)
  • 著者名/発表者名: Kikukawa Takashi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 号: 41 ページ: 8888-8898
  • DOI: 10.1021/bi2009932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the Eukaryotic light-driven proton-pumping rhodopsin, Acetabularia rhodopsin II from Marine Algae (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada Takashi
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: 411 号: 5 ページ: 986-998
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.06.028
  • 査読あり
• [学会発表] 白金錯体抗がん薬を輸送するヒト銅トランスポーター(hCTR1)の無細胞膜タンパク質合成系を利用した大量合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,水谷賢人,池本友寛,小丸明日香,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] 等温滴定型熱量計による多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] アポトーシスを誘導する核酸誘導体の濃縮型核酸輸送担体による輸送 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,福田恭大,丸山晴美,田母神淳,紙谷浩之,奈良敏文,宮内正二
  • 学会等名: 第8回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2013-06-15
• [学会発表] 等温滴定型熱量計による大腸菌由来多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,森喜郎,奈良敏文,染谷友美,白水美香子,横山茂之,宮内正二
  • 学会等名: 第2回日本生物物理関東支部研究会
  • 発表場所: 小金井,東京
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] 無細胞膜タンパク質合成系を利用したヒト銅トランスポーター(hCtr1)の大量合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,水谷賢人,横山茂之,宮内正二
  • 学会等名: 第7回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-06-09
• [学会発表] 無細胞タンパク質合成技術を利用した膜タンパク質の構造・機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: よこはまNMR構造生物学研究会第44回ワークショップ
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] 無細胞タンパク質合成技術を利用した膜タンパク質の構造・機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: よこはまNMR構造生物学研究会第44回ワークショップ(招待講演)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 膜タンパク質の構造・機能研究を加速する無細胞タンパク質合成技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: 東邦大学薬学部特別講演
  • 発表場所: 船橋,千葉
  • 年月日: 2011-12-21
  • 招待講演
• [学会発表] 等温滴定型熱量計による大腸菌由来プロトン/オリゴペプチド共輸送担体と基質との相互作用解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,浅倉祐未,宮内正二
  • 学会等名: 第33回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Na^+/モノカルボン酸共輸送担体(SMCT)を介して体内に蓄積する毒性化合物に対する解毒剤の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,上野裕美,駄場崎泰洋,加茂直樹,宮内正二
  • 学会等名: 第50回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 高松
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] 調製困難なロドプシン類の機能的大量合成法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: 特定領域研究「高次系分子科学」第12回公開ミニシンポジウム「光受容タンパク質」
  • 発表場所: 蒲郡,愛知
  • 年月日: 2011-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] 等温滴定型熱量計を用いた大腸菌由来H^+/オリゴペプチド共輸送担体(YdgR)の基質結合の熱力学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実,浅倉祐未,宮内正二
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] 等温滴定型熱量計を用いた大腸菌由来 H+/オリゴペプチド共輸送担体（YdgR）の基質結合の熱力学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実，浅倉祐未，宮内正二
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 調製困難なロドプシン類の機能的大量合成法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: 特定領域研究「高次系分子科学」第１２回公開ミニシンポジウム「光受容タンパク質」(招待講演)
  • 発表場所: 蒲郡，愛知
• [学会発表] Na+/モノカルボン酸共輸送担体 (SMCT) を介して体内に蓄積する毒性化合物に対する解毒剤の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実，上野裕美，駄場崎泰洋，加茂直樹，宮内正二
  • 学会等名: 第50回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 高松
• [学会発表] 膜タンパク質の構造・機能研究を加速する無細胞タンパク質合成技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 学会等名: 東邦大学薬学部特別講演(招待講演)
  • 発表場所: 船橋，千葉
• [学会発表] アポトーシスを誘導する核酸誘導体の濃縮型核酸輸送担体による輸送
  • 著者名/発表者名: 下野和実，福田恭大，丸山晴美，田母神淳，紙谷浩之，奈良敏文，宮内正二
  • 学会等名: 第8回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 熊本大学薬学部（熊本市）
• [学会発表] 等温滴定型熱量計による多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析
  • 著者名/発表者名: 下野和実，森喜郎，奈良敏文，染谷友美，白水美香子，横山茂之，宮内正二
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
• [学会発表] 白金錯体抗がん薬を輸送するヒト銅トランスポーター（hCTR1）の無細胞膜タンパク質合成系を利用した大量合成
  • 著者名/発表者名: 下野和実，水谷賢人，池本友寛，小丸明日香，染谷友美，白水美香子，横山茂之，宮内正二
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本市総合体育館（熊本市）
• [学会発表] 等温滴定型熱量計による大腸菌由来多剤輸送担体EmrEの基質結合様式の解析
  • 著者名/発表者名: 下野和実，森喜郎，奈良敏文，染谷友美，白水美香子，横山茂之，宮内正二
  • 学会等名: 第２回日本生物物理関東支部研究会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
• [学会発表] 無細胞膜タンパク質合成系を利用したヒト銅トランスポーター（hCtr1）の大量合成
  • 著者名/発表者名: 下野和実，水谷賢人，横山茂之，宮内正二
  • 学会等名: 第７回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 京都大学農学部(京都府)
• [図書] オプトジェネティックスー光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線—;第1編第2章第1節"調製困難なロドプシン類の機能的大量合成法" (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: 株式会社エヌティーエス
• [図書] オプトジェネティックスー光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線― (2013)
  • 著者名/発表者名: 下野和実
  • 総ページ数: 288
  • 出版者: 株式会社エヌティーエス
• [図書] Photo-induced proton transfers of microbial rhodopsins. Molecular Photochemistry - Various Aspects (2012)
  • 著者名/発表者名: Kikukawa, T., Tamogami, J., Shimono, K., Demura, M., Nara, T., Kamo, N
  • 総ページ数: 282
  • 出版者: Book edited by Dr. Satyen Saha(DOI; 10.5772/34105)
• [図書] Molecular Photochemistry - Various Aspects (Book edited by Dr. Satyen Saha) Chapter 5 "Photo-induced proton transfers of microbial rhodopsins." (2012)
  • 著者名/発表者名: Kikukawa, T., Tamogami, J., Shimono, K., Demura, M., Nara, T., Kamo, N.
  • 出版者: Intech