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分子内運動に着目したヒト多剤排出トランスポーターの輸送機構解明

公募研究

研究領域動的構造生命科学を拓く新発想測定技術-タンパク質が動作する姿を活写する-
研究課題/領域番号 15H01638
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

木村 泰久  京都大学, 農学研究科, 助教 (10415143)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード多剤排出トランスポーター / 膜輸送体 / 動的構造 / ABCタンパク質 / MDR1 / ABCトランスポーター / 多剤耐性 / 揺らぎ運動 / 能動輸送 / 高速AFM
研究実績の概要

研究2年度目には研究初年度に引き続き、ヒト多剤排出トランスポーターの膜貫通領域のゆらぎ運動による基質取り込みゲートの機能解析を行うと共に、ホモログタンパク質の動き解析を継続して実施した。
多剤排出トランスポーター(MDR1, p-glycoprotein, ABCB1)は血液脳関門、小腸上皮、腎臓などの境界領域に発現するタンパク質であり、生体や重要な臓器を有害な化合物から保護している。また投与薬物の体内動態にも大きく影響し、癌の多剤耐性にも関与することから、詳細な輸送機構解明は創薬等において重要な課題である。
多剤排出トランスポーターの基質取り込みゲート機構の解析では、初年度に引き続き膜貫通ヘリックスのゆらぎ運動による輸送基質の取り込みについて、様々な輸送基質を対象とした酵素学的解析により基質取り込みの詳細を検討した。その結果、多剤排出トランスポーターにはゲートが2箇所あり、輸送基質を通過させるだけでなく、選別を行っている可能性を強く示唆する結果を得た。また研究初年度では多剤排出トランスポーターと類縁関係にある脂質輸送体にも基質取り込みゲートが存在する結果を得ていたが、ゲートの位置が多剤排出トランスポーターとは異なっていたため、ゲートの変換によって機能交換が可能であるかを検討している。多剤排出トランスポーターの動き解析では前年度に引き続き好熱性紅藻由来のホモログタンパク質について解析を行った。初年度に観察を行っていた可溶化条件に加え、再構成標品を用いて脂質2重膜中での動き解析を試みた。ヒトの多剤排出トランスポーターは熱安定性が低いため、動き解析が困難であった。そこで本年度の研究では膜境界面に存在するモチーフ構造に着目し、ヒト多剤排出トランスポーターの耐熱化を試みた。これまでに熱安定性において数度の向上が認められ、解析に適した試料が調製できたと考えている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] Analysis of thermostabilizing mechanism of multidrug transporter2017

    • 著者名/発表者名
      Yilun WANG, Shuichi INOUE, Noriyuki KIOKA, Yasuhisa KIMURA, Kazumitsu UEDA,
    • 学会等名
      2017年日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コレステロール認識配列CRACは、ヒトABCG4のコレステロール輸送において重要である2017

    • 著者名/発表者名
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • 学会等名
      2017年日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒトABCB6によるポルフィリン認識機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • 学会等名
      2017年日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヌクレオチド依存的なKATP チャネル複合体の構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      木村泰久
    • 学会等名
      第1 回 イオンチャネル研究会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト培養細胞を用いた哺乳類膜タンパク質複合体の発現・精製2016

    • 著者名/発表者名
      木村泰久
    • 学会等名
      第16回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      博多
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトABCG4に存在するコレステロール認識配列の機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • 学会等名
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡(AFM)観察に向けたABCタンパク質サンプルの最適化2016

    • 著者名/発表者名
      山原一晃、木村 泰久、柴田 幹大、内橋 貴之、安藤 敏夫、木岡 紀幸、植田和光
    • 学会等名
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒトABCB6に存在する機能未知膜ドメイン(TMD0)の解析2016

    • 著者名/発表者名
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • 学会等名
      2016年(平成28年度)日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of human ABCA1 in nanodisc for the functional analysis2016

    • 著者名/発表者名
      川野邊峻哲、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • 学会等名
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of the CRAC domain in TM6 of human ABCG4.2016

    • 著者名/発表者名
      見月俊吾、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • 学会等名
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nucleotide induces conformational change in the channel subunit of KATP channel2016

    • 著者名/発表者名
      木村泰久、菅野亮、松尾道憲、加藤博章、光岡薫、植田和光
    • 学会等名
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of functional role of TMD0 of human ABCB62016

    • 著者名/発表者名
      西澤奈美、大貫元、木村泰久、木岡紀幸、植田和光
    • 学会等名
      6th FEBS special meeting “ATP-Binding Cassette (ABC) Proteins: From Multidrug Resistance to Genetic Diseases”
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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