無脊椎動物の光受容タンパク質オプシン５における機能発現メカニズム

• 研究課題/領域番号: 25440167
• 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: 動物生理・行動
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山下 高廣 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50378535)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 光受容 / オプシン / シグナル伝達

研究成果の概要

Opn5は新口動物に広く見いだされる光受容タンパク質オプシンである。脊椎動物では４つのグループに分類でき、分子特性や生体内での発現部位が多様化していることを見いだしている。本研究では、脊椎動物以外の新口動物のOpn5について解析を行った。ウニとナメクジウオのOpn5のリコンビナント体を作製したところ、両者とも紫外光感受性であった。またウニにおいて発現部位を探索したところ、成体の感覚器官であると言われる管足と初期発生のある段階に発現することを見いだした。このことから、ウニは幅広い発生段階で紫外光を利用している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Diversity of active states in TMT opsins (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Sakai
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 10 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0141238
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Origin of the low thermal isomerization rate of rhodopsin chromophore (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagawa, M.; Kojima, K.; Yamashita, T.; Iwamoto, Y.; Matsuyama, T.; Nakanishi, K.; Yamano, Y.; Wada, A.; Sako, Y.; Shichida, Y.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 11081-11081
  • DOI: 10.1038/srep11081
  • NAID: 120005690204
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 代謝型グルタミン酸受容体の分子構造と機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下高廣
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience（中外医学社） 巻: 33 ページ: 25-7
• [雑誌論文] Contribution of glutamic acid in the conserved E/DRY triad to the functional properties of rhodopsin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Yamashita, T., and Shichida, Y.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 53 号: 27 ページ: 4420-4425
  • DOI: 10.1021/bi5003772
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolution of mammalian opn5 as a specialized UV-absorbing pigment by a single amino acid mutation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, T., Ono, K., Ohuchi, H., Yumoto, A., Gotoh, H., Tomonari, S., Sakai, K., Fujita, H., Imamoto, Y., Noji, S., Nakamura, K., and Shichida, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 7 ページ: 3991-4000
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.514075
  • NAID: 120005690203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rod visual pigment optimizes active state to achieve efficient G protein activation as compared to cone visual pigments (2014)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., Imamoto, Y., Maeda, R., Yamashita, T., and Shichida, Y
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 289 (8) 号: 8 ページ: 5061-5073
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.508507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-induced population shift leads to the activation of rhodopsin, a G-protein coupled receptor (2014)
  • 著者名/発表者名: Maeda, R., Hiroshima, M., Yamashita, T., Wada, A., Nishimura, S., Sako, Y., Shichida, Y., and Imamoto, Y
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 106 (4) 号: 4 ページ: 915-924
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2014.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Chimeric proton-pumping rhodopsin containing the cytoplasmic loop of bovine rhodopsin" (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, T. Yamashita, K. Yoshida, K. Inoue, Y. Shichida, H. Kandori
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: 91323-91323
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficiencies of activation of transducin by cone and rod visual pigments (2013)
  • 著者名/発表者名: Imamoto, Y., Seki, I., Yamashita, T., and Shichida, Y
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 (17) 号: 17 ページ: 3010-3018
  • DOI: 10.1021/bi3015967
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular Properties of a Universal UV-light Sensitive Opsin in Vertebrates (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita
  • 学会等名: Gordon Research Conferences
  • 発表場所: ガルベストン（アメリカ）
  • 年月日: 2016-01-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 哺乳類光受容タンパク質Opn5の分子特性と発現部位の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下高廣
  • 学会等名: 日本動物学会第86回大会
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] Evolution of mammalian Opn5 as a specialized UV-absorbing pigment by a single amino acid mutation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita
  • 学会等名: FASEB meeting
  • 発表場所: ビッグスカイ（アメリカ）
  • 年月日: 2015-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular properties of brain photoreceptor protein Opn5 (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yamashita
  • 学会等名: RNA & Clock 2015
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2015-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular properties of vertebrate non-visual opsin, Opn5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yamashita
  • 学会等名: 16th International Conference on Retinal Proteins
  • 発表場所: 長浜ロイヤルホテル
  • 年月日: 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] Diversity of molecular properties of vertebrate non-visual opsin Opn5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yamashita
  • 学会等名: 日本生物物理学会第52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎動物新規紫外光受容タンパク質Opn5の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下高廣
  • 学会等名: 第18回光生物学協会年会
  • 発表場所: 大阪市立大
  • 年月日: 2014-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 視覚以外の機能に関わるロドプシン類の分子特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下高廣
  • 学会等名: 第11回GPCR研究会
  • 発表場所: 日本科学未来館
  • 年月日: 2014-05-10
  • 招待講演
• [学会発表] Diversity of molecular properties of vertebrate non-visual opsin group, Opn5
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita
  • 学会等名: The 6th Asia and Oceania Conference on Photobiology
  • 発表場所: オーストラリア、シドニー
  • 招待講演