温度受容分子の統合的機能解析

• 研究課題/領域番号: 25670108
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤原 祐一郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532980)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 生理学 / 温度 / イオンチャネル / 構造機能相関 / 生物物理学 / 温度感知 / TRPチャネル

研究成果の概要

我々が温度を感じ取るメカニズムを明らかにすることを目的に、末梢感覚神経に発現し温度を感知するTRPチャネルファミリーを対象に、分子の構造と機能の解析を行った。卵母細胞を用いた機能解析を行い、野生型および変異体TRPチャネルに対して温度に依存した活性の測定を行った。温度感知に重要な働きを持つドメインとして知られる、TRPV1とTRPM8の細胞内コイルドコイルドメインおよびTRPA1のアンキリンドメインの蛋白質の発現・精製を大腸菌を用いて行った。TRPM2およびTRPM3のコイルドコイルドメインの、高解像度の結晶構造を解析することに成功した。各種TRPコイルドコイルドメインの熱安定性を解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Interaction between the Voltage-sensors Produces Cooperative Sustained Deactivation in Voltage-gated H+ Channel Dimers. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okuda H, Yonezawa Y, Takano Y, Okamura Y, Fujiwara Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 291 号: 11 ページ: 5935-5947
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.666834
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural Insights into Divalent Cation Modulations of ATP-Gated P2X Receptor Channels (2016)
  • 著者名/発表者名: Kasuya, G., Y. Fujiwara, M. Takemoto, N. Dohmae, Y. Nakada-Nakura, R. Ishitani, M. Hattori, and O. Nureki
  • 雑誌名: Cell Report 巻: 14 号: 4 ページ: 932-944
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.12.087
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis for the membrane association of ankyrinG via palmitoylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kondo H, Shirota M, Kobayashi M, Takeshita K, Nakagawa A, Okamura Y, Kinoshita K
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 23981-23981
  • DOI: 10.1038/srep23981
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conductance of P2X4 receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region (2016)
  • 著者名/発表者名: Minato Y, Suzuki S , Hara T, Kofuku Y, Kasuya G, Fujiwara Y, Igarashi S, Suzuki E, Nureki O, Hattori M, Ueda T, Shimada I
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. 巻: 発行中 号: 17 ページ: 4741-4746
  • DOI: 10.1073/pnas.1600519113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gating mechanisms of voltage-gated proton channels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y, Fujiwara Y, Sakata S.
  • 雑誌名: Annu Rev Biochem. 巻: 84 号: 1 ページ: 685-709
  • DOI: 10.1146/annurev-biochem-060614-034307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gating Mechanisms of Voltage-Gated Proton Channels (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura, Yuichiro Fujiwara, Souhei Sakata
  • 雑誌名: Annual Reviews of Biochemistry 巻: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-sensitive gating of voltage-gated proton channels (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Okamura Y.
  • 雑誌名: Current Topics in Membranes 巻: 74 ページ: 259-292
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-800181-3.00010-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long α-helices projecting from the membrane as the dimer interface in the voltage-gated H+ channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Kurokawa T., Okamura Y.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 143 号: 3 ページ: 377-386
  • DOI: 10.1085/jgp.201311082
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray crystal structure of voltage-gated proton channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Sakata S, Yamashita E, Fujiwara Y, Kawanabe A, Kurokawa T, Okochi Y, Matsuda M, Narita H, Okamura Y & Nakagawa A
  • 雑誌名: Nat. Strucl. & Mol. Biol. 巻: (4) 号: 4 ページ: 352-7
  • DOI: 10.1038/nsmb.2783
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gating of the Designed Trimeric/Tetrameric Voltage-Gated H+ Channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Kurokawa T., Takeshita K., Nakagawa A., Larsson HP., Okamura Y.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 591 号: 3 ページ: 627-640
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2012.243006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characteristics of the redox-sensing coiled coil in the voltage-gated H+ channel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Takeshita K, Nakagawa A, Okamura Y
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(25) 号: 25 ページ: 17968-75
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.459024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure and function of dimeric assembly in voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Nakagawa A., Okamura Y.
  • 雑誌名: Spring-8 Research Frontiers 2012 巻: 2012 ページ: 14-15
  • 査読あり
• [学会発表] ATP受容体(P2X)の２価イオンによる修飾とリガンド選択性の構造基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、糟谷豪、服部素之、濡木理
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 神経軸索でイオンチャンネルを裏打ちする蛋白質アンキリンの膜接着機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎
  • 学会等名: 蛋白研研究会「第6回神経科学と構造生物学の融合研究会」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Electrophysiological approaches to structural dynamics of the voltage-gated H+ channel (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 電位依存性 H+ チャネルS4領域のトリプトファン残基が2量体間で協同し脱活性化のキネティクスを遅くする (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥田 裕子、米澤 康滋、鷹野 優、岡村 康司、藤原 祐一郎
  • 学会等名: 第１２０回日本解剖学会総会・全国学術集会 第９２回日本生理学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルの結晶構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹下 浩平、坂田 宗平、山下 栄樹、藤原 祐一郎、岡村 康司、中川 敦史
  • 学会等名: 第１２０回日本解剖学会総会・全国学術集会 第９２回日本生理学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Voltage-gated H+ channel dimer: from molecular structure to physiological function (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Fujiwara, Yasushi Okamura
  • 学会等名: 「統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用」領域終了記念シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] 電位依存性H+チャネルのゲート電流 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 祐一郎、岡村 康司
  • 学会等名: 第５２回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] イオンチャネルアンカー蛋白質（アンキリンG）の細胞膜接着機構の構造基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 祐一郎、近藤寛子、城田 松之、小林 恵、竹下 浩平、中川 敦史、岡村 康司、木下 賢吾
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Long alpha-helices projecting from the membrane as the dimer interface in the voltage-gated H+ channel (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、黒川竜紀、岡村康司
  • 学会等名: 第58回米国生物物理学会大会
  • 発表場所: San Francisco（米国）
• [学会発表] X-RAY CRYSTAL STRUCTURE OF VOLTAGE GATED PROTON CHANNEL (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平、坂田宗平、山下栄樹、藤原祐一郎、川鍋陽、黒川竜紀、大河内善 史、松田真、 成田宏隆、岡村康司、中川敦史
  • 学会等名: 第58回米国生物物理学会大会
  • 発表場所: San Francisco（米国）
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネル VSOP/Hv1 の動作原理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司、藤原祐一郎、川鍋陽、坂田宗平、黒川竜紀
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage Sensing Mechanism in the Voltage-Gated H+ Channel (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Structural Characteristics of the Redox Sensing Coiled-coil in the Voltage-gated H+ Channel (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、竹下浩平、中川敦史、岡村康司
  • 学会等名: 第2回 HD Physiology 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Continuous α-helices of S4 and coiled-coil form the dimer interface in the voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、黒川竜紀、岡村康司
  • 学会等名: 第2回 HD Physiology 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Molecular diversities of voltage sensing: from ion permeation to enzyme (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司、藤原祐一郎、坂田宗平、河合喬文、筒井秀和、大河内善史
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal Structure of AnkyrinG: the Ion Channel Anchoring Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Okamura Y.
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都