哺乳類超巨大膜蛋白質発現系の構築

• 研究課題/領域番号: 25650020
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小川 治夫 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (40292726)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 大量発現 / 膜蛋白質 / アデノウィルス / 超巨大蛋白質

研究成果の概要

PDBに登録される膜蛋白質立体構造の数は、年々増加しているが、大部分はバクテリアの哺乳類のホモログを解析したものか、GPCR等の低分子量のものであり、哺乳類由来の超巨大蛋白質は手つかずである。これは、哺乳類由来の超巨大膜蛋白質を発現可能な簡便な系がないためでもある。そこで、我々の現有の哺乳類蛋白質発現システムを改良し、IP3受容体等、哺乳類由来の超巨大膜蛋白質を発現するシステムの構築を行うことを目的とした。これらの大量発現・精製法が確立すれば、これまで研究が不可能であった膜蛋白質のキネティックス実験も可能になる。また、最終的に構造決定が成されれば、新規薬剤開発にも道が開けると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Genotype-phenotype correlations of malignant hyperthermia and central core disease mutations in the central region of the RYR1 channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murayama, T., Kurebayashi, N., Ogawa, H., Yamazawa, T., Oyamada, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oguchi, K., Iino, M. and Sakurai, T.
  • 雑誌名: Hum Mutat. 巻: 37 号: 11 ページ: 1231-1241
  • DOI: 10.1002/humu.23072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sequential substitution of K+ bound to Na+,K+-ATPase visualized by X-ray crystallography (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, H., Cornelius, F., Hirata, A., Toyoshima, C.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 号: 1 ページ: 8004-8004
  • DOI: 10.1038/ncomms9004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Functional analysis of SERCA1b, a highly expressed SERCA1 variant in myotonic dystrophy type 1 muscle (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhao, Y., Ogawa, H., Yonekura, S., Mitsuhashi, H., Mitsuhashi, S., Nishino, I., Toyoshima, C., Ishiura, S.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 巻: 1852 号: 10 ページ: 2042-2047
  • DOI: 10.1016/j.bbadis.2015.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biselyngbyasides, Cytotoxic Marine Macrolides, are Novel and Potent Inhibitors of the Ca2+ Pumps with a Unique Mode of Binding (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita, M., Ogawa, H., Ohno, O., Yamori, T., Suenaga, K., Toyoshima, C.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 589 号: 13 ページ: 1406-1411
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation, inhibition or stabilization of Na, K-ATPase caused by specific lipid interactions at distinct sites (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Habeck, H. Haviv, A. Katz, E. Kapri-Pardes, S. Ayciriex, A. Shevchenko, H. Ogawa, C. Toyoshima, and S.J.D. Karlish
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 8 ページ: 4829-4842
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.611384
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナトリウムポンプ蛋白質がナトリウムを選択的に運搬する機構 - How the Na+-pump recognizes and transports Na+ selectively. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川治夫, 金井隆太, 豊島近
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 254 ページ: 1186-1187
• [雑誌論文] Crystal structure of a Na^+-bound Na^+, K^+-ATPase preceding the E1P state. (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kanai, H. Ogawa, B. Vilsen, F. Cornelius and C. Toyoshima
  • 雑誌名: Nature 巻: 502 号: 7470 ページ: 201-206
  • DOI: 10.1038/nature12578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structures of the calcium pump and sarcolipin in the E1·Mg2+ state. (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Toyoshima
  • 雑誌名: Nature 巻: 495 号: 7440 ページ: 260-264
  • DOI: 10.1038/nature11899
  • 査読あり
• [学会発表] Recent advances in structural studies of SR Ca2+-ATPase (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川治夫
  • 学会等名: 第94回日本生理学会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] Large-scale production of mammalian membrane proteins toward determination of high resolution structures (2017)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: Biophysical Society 61st Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana, USA
  • 年月日: 2017-02-11
  • 国際学会
• [学会発表] Ca2+-ポンプ構造研究の最前線 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川治夫、樺島佳樹、豊島近
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会 第42回討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学4号館ホール（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-12-19
• [学会発表] 高分解能構造解析へ向けた哺乳類由来膜蛋白質の大量生産 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川治夫、村山尚、呉林なごみ、豊島近
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター/東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Kinetics by X-ray crystallography:sequential substitution of K+ bound to Na+,K+-ATPase (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Flemming Cornelius,Ayami Hirata, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: Biophysical Society 60th annual meeting
  • 発表場所: Los Angeles Convention center, Los Angeles, California (USA)
  • 年月日: 2016-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] X線結晶構造解析によるキネティックス測定：Na+,K+-ATPaseに結合したK+は段階的に置換される (2015)
  • 著者名/発表者名: 小川治夫, 平田絢美, Flemming Cornelius, 豊島近
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会 第41回討論会
  • 発表場所: 東京大学医学部１号館講堂（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-12-21
• [学会発表] Kinetics by X-ray crystallography: sequential substitution of K+ bound to Na+,K+-ATPase. (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Flemming Cornelius,Ayami Hirata, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会 第88回日本生化学会合同大会）ワークショップ
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Sequential substitution of bound K+ in the transmembrane binding sites of Na+,K+-ATPase, kinetics by X-ray crystallography. (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Flemming Cornelius,Ayami Hirata, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: 日本生物物理学会第53回年会シンポジウム
  • 発表場所: 金沢大学 角間キャンパス自然科学本館（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] X-線結晶構造解析が明かすビセリングビアサイド類のCa2+ポンプ阻害機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森田 真布, 小川 治夫, 杖田 淳子, 大野 修, 矢守 隆夫, 豊島 近, 末永 聖武
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会2015
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス/薬学部（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] X-ray crystallographic study of Na,K-ATPase in complex with cardiotonic steroids (2015)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Kanna Motoyama, Flemming Cornelius, Bente Vilsen, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: Biophysical Society 59th Annual meeting
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, Baltimore, MD, USA
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-11
• [学会発表] Na+,K+-ATPaseと強心配糖体複合体のX線結晶構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川 治夫, 元山 かん奈, Cornelius Flemming, Vilsen Bente, 豊島 近
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 筋強直性ジストロフィーの病態に関わる筋小胞体Ca2+-ATPase 1スプライスバリアントの機能的差異 (2014)
  • 著者名/発表者名: 趙 一夢, 小川 治夫, 米倉 慎一郎, 三橋 弘明, 豊島 近, 石浦 章一
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Large Production of SERCA toward determination of three-dimensional structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruo Ogawa, Yimeng Zhao, Ayami Hirata, Junko Tsueda, Shoichi Ishiura, Giuseppe Inesi, Chikashi Toyoshima
  • 学会等名: 14th International Conference Na,K-ATPase and related transport ATPases: Structure, mechanism, cell biology, health and disease
  • 発表場所: De Werelt Conference Centre, Lunteren, Netherlands
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-05
• [学会発表] Extensive analysis on the interaction between sarcolipin and Ca2+-ATPase (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, H., Iwasawa, S., Hirata, A., Tsueda, J., Toyoshima, C.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Large production of mammalian membrane proteins toward determination of three-dimensional structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, H., Hirata, A., Tsueda, J., Inesi, G., Toyoshima, C.
  • 学会等名: The 2nd HD Physiology International Symposium
  • 発表場所: 丸の内 My Plaza Hall