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膜電位に支配される電位依存性イオンチャネルの構造と機能発現機構

研究課題

研究課題/領域番号 24590048
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理系薬学
研究機関東京大学

研究代表者

大澤 匡範  東京大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (60361606)

研究分担者 嶋田 一夫  東京大学, 大学院薬学系研究科, 教授 (70196476)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード電位依存性イオンチャネル / SS-locking / 構造変化 / 電位依存性K+チャネル / 膜電位依存性 / NMR / rHDL
研究成果の概要

電位依存性カリウムイオンチャネル(Kv)は、脱分極時にカリウムイオン(K+)を選択的に透過することで活動電位を制御する膜タンパク質であり、神経伝達や筋収縮において重要な役割を担う。これまでに、静止膜電位存在下の構造解析手法が無く、膜電位依存的な構造変化様式が不明であった。
そこで、本研究は、Kvが膜電位を感受する構造メカニズムの解明を目的とした。我々は、従来法では解析が困難であった膜電位存在下の膜タンパク質の構造解析法を確立した。解析結果より、Kvには膜電位の有無に関わらず構造平衡が存在し、膜電位の大きさに応じてその構造平衡がシフトすることを初めて提唱した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書

研究成果

(30件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 学会発表 図書 備考

  • [雑誌論文] Structural basis for the binding of the membrane-proximal C-terminal region of chemokine receptor CCR2 with the cytosolic regulator FROUNT.2015

    • 著者名/発表者名
      Esaki K, Yoshinaga S, Tsuji T, Toda E, Terashima Y, Saitoh T, Kohda D, Kohno T, Osawa M, Ueda T, Shimada I, Matsushima K, Terasawa H
    • 雑誌名

      FEBS J.

      巻: 281 ページ: 5552-5566

    • DOI
      10.1111/febs.13096
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Calmodulin and STIM proteins: Two major calcium sensors in the cytoplasm and endoplasmic reticulum2015

    • 著者名/発表者名
      Marshall CB, Nishikawa T, Osawa M, Stathopulos PB, Ikura M
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 印刷中

    • DOI
      10.1016/j.bbrc.2015.01.106
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-saturation and transferred cross-saturation experiments2014

    • 著者名/発表者名
      Ueda T, Takeuchi K, Nishida N, Stampoulis P, Kofuku Y, Osawa M, Shimada I
    • 雑誌名

      Quarterly Review of Biophysics

      巻: 47 ページ: 143-187

    • DOI
      10.1017/s0033583514000043
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional dynamics of cell surface membrane proteins.2014

    • 著者名/発表者名
      Nishida N, Osawa M, Takeuchi K, Imai S, Stampoulis P, Kofuku Y, Ueda T, Shimada I
    • 雑誌名

      J Magn Res

      巻: 241 ページ: 86-96

    • DOI
      10.1016/j.jmr.2013.11.007
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Backbone resonance assignments for G protein αi3 subunit in the GDP-bound state.2014

    • 著者名/発表者名
      Mase Y., Yokogawa M., Osawa M., and Shimada I.
    • 雑誌名

      Biomol. NMR Assign.

      巻: 8 ページ: 237-241

    • DOI
      10.1007/s12104-013-9491-5
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution NMR study on functional mechanism of membrane proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Osawa M., Imai S., Takeuchi K, and Shimada I.
    • 雑誌名

      Seibutsubutsuri

      巻: 53 ページ: 236-241

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Backbone resonance assignments for the cytoplasmic region of the Mg(2+) transporter MgtE in the Mg(2+)-unbound state.2013

    • 著者名/発表者名
      Maruyama T, Imai S, Osawa M, Hattori M, Ishitani R, Nureki O, Shimada I.
    • 雑誌名

      Biomol NMR Assign.

      巻: 7 ページ: 93-6

    • DOI
      10.1007/s12104-012-9385-y
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional equilibrium of the KcsA structure revealed by NMR.2012

    • 著者名/発表者名
      Imai S, Osawa M, Mita K, Toyonaga S, Machiyama A, Ueda T, Takeuchi K, Oiki S, Shimada I.
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 39634-39641

    • DOI
      10.1074/jbc.m112.401265
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological role of the two overlapping poly(A)-binding protein interacting motifs 2 (PAM2) of eukaryotic releasing factor eRF3 in mRNA decay2012

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Hosoda N, Nakanishi T, Uchida N, Kimura T, Imai S, Machiyama A, Katada T, Hoshino S, Shimada I.
    • 雑誌名

      RNA.

      巻: 18 ページ: 1957-1967

    • DOI
      10.1261/rna.035311.112
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional dynamics of proteins revealed by solution NMR.2012

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Takeuchi K, Ueda T, Nishida N, Shimada I.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Struct. Biol.

      巻: 22 ページ: 660-669

    • DOI
      10.1016/j.sbi.2012.08.007
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial distribution of cytoplasmic domains of the Mg(2+)-transporter MgtE, in a solution lacking Mg(2+), revealed by paramagnetic relaxation enhancement.2012

    • 著者名/発表者名
      Imai S, Maruyama T, Osawa M, Hattori M, Ishitani R, Nureki O, Shimada I.
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta.

      巻: 1824 ページ: 1129-1129

    • DOI
      10.1016/j.bbapap.2012.06.008
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis for modulation of gating property of G protein-gated inwardly rectifying potassium ion channel (GIRK) by i/o-family G protein α subunit (Gαi/o).2012

    • 著者名/発表者名
      間瀬瑶子
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 ページ: 19537-19549

    • DOI
      10.1074/jbc.m112.353888
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Backbone resonance assignments for G protein α(i3) subunit in the GTP-bound state.2012

    • 著者名/発表者名
      Mase Y, Yokogawa M, Osawa M, Shimada I.
    • 雑誌名

      Biomol NMR Assign.

      巻: 6 ページ: 217-20

    • DOI
      10.1007/s12104-012-9361-6
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gタンパク質三量体によるGタンパク質共役型内向き整流性カリウムチャネル活性制御機構の構造生物学的解明2014

    • 著者名/発表者名
      加納 花穂, 外山 侑樹, 岩橋 優太, 間瀬 瑶子, 横川 真梨子, 大澤 匡範, 嶋田 一夫
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メチルTROSY法による膜タンパク質の機能調節メカニズムの解明2014

    • 著者名/発表者名
      大澤匡範, 今井駿輔, 竹内 恒, 嶋田一夫
    • 学会等名
      NMR討論会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Basis for Regulation of G Protein-activated Inwardly Rectifying Potassium2014

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Mase Y, Yokogawa M,Takeuchi K, Shimada I
    • 学会等名
      日本生生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Basis for Regulation of G Protein-activated Inwardly Rectifying Potassium Channel 1 (GIRK1) by G Proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Mase Y, Yokogawa M,Takeuchi K, Shimada I
    • 学会等名
      International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Dallas (USA)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analyses of the gating mechanism of inwardly rectifying potassium channel2014

    • 著者名/発表者名
      Toyama Y, Osawa M, Yokogawa M, Shimada I
    • 学会等名
      International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Dallas (USA)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電位依存性カリウムイオンチャネルの膜電位感受機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      野﨑智裕、小澤新一郎、原田瞳、木村友美、大澤匡範、嶋田一夫
    • 学会等名
      第12回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      箱根高原ホテル(神奈川県足柄下郡)
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電位依存性カリウムイオンチャネルの膜電位感受機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      野﨑智裕, 小澤新一郎, 原田瞳, 木村友美, 大澤匡範, 嶋田一夫
    • 学会等名
      日本薬学会 第134年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イオンチャネルの機能に関連した動的構造2013

    • 著者名/発表者名
      今井駿輔、大澤匡範、三田建一郎、豊永翔、町山麻子、上田卓見、竹内 恒、老木成稔、嶋田一夫
    • 学会等名
      第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural analyses of the gating mechanism of inwardly rectifying potassium channel

    • 著者名/発表者名
      Y. Toyama, M. Osawa, M. Yokogawa, S. Toyanaga, A, Machiyama, I. Shimada
    • 学会等名
      Program for Young Researcher Symposium in Europe
    • 発表場所
      Oxford (英国)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural analyses of the gating mechanism of inwardly rectifying potassium channel

    • 著者名/発表者名
      Y. Toyama, M. Osawa, M. Yokogawa, S. Toyanaga, A, Machiyama, I. Shimada
    • 学会等名
      第12回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場 (愛知)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural basis for the modulation of the gating property of G protein-gated inwardly rectifying potassium ion channel (GIRK) by the i/o-family G protein α subunit (Gαi/o)

    • 著者名/発表者名
      Yoko Mase, Mariko Yokogawa, Masanori Osawa, and Ichio Shimada
    • 学会等名
      The XXVth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems (ICMRBS)
    • 発表場所
      Lyon (フランス)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Elucidation of Mg2+-dependent Gating Mechanism of a Mg2+ Transporter MgtE

    • 著者名/発表者名
      T. Maruyama, S. Imai, M. Osawa, M. Hattori, R. Ishitani, O. Nureki, I. Shimada
    • 学会等名
      The XXVth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      Lyon (フランス)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ATP effect on Mg2+-dependent gating of a Mg2+ channel MgtE

    • 著者名/発表者名
      T. Maruyama, S. Imai, M. Osawa, M. Hattori, R. Ishitani, O. Nureki, I. Shimada
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Large Protein Complexes Revealed by Solution-State NMR: G Proteins and G Protein-Activated Inwardly Rectifying Potassium Ion Channel2013

    • 著者名/発表者名
      Osawa M., Mase Y., Yokogawa M., Takeuchi K. and Shimada I.
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] 【試料分析講座】「蛋白質の分析」, 分析化学会2012

    • 著者名/発表者名
      大澤匡範、今井駿輔、嶋田一夫.
    • 総ページ数
      34
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科 生命物理化学教室

    • URL
      http://ishimada.f.u-tokyo.ac.jp/public_html/paper/Paper_e.html
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科機能薬学専攻 生体分子機能学大講座 生命物理化学教室

    • URL
      http://ishimada.f.u-tokyo.ac.jp/public_html/index_j.html
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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