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電位依存性チャネルタンパク質の温度センシング機構の解明

公募研究

研究領域温度を基軸とした生命現象の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01389
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 生物系
研究機関香川大学 (2017)
大阪大学 (2016)

研究代表者

藤原 祐一郎  香川大学, 医学部, 教授 (20532980)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードイオンチャネル / 生理学
研究実績の概要

我々は酵素反応や免疫システムなどの生体反応に適した37℃の体温を維持している。そして、火や氷雪を「熱い」「冷たい」侵害刺激として回避する。我々の体において温度をセンスする分子がイオンチャネルであると分かったのは最近の話である。本研究は、体温付近の環境で高い温度依存性を呈し、白血球の温度センサーとして知られる電位依存性H+チャネル(Hv)をターゲットとし、電位依存性チャネルタンパク質の温度センシング機構について明らかにすることを目的とする。Hvチャネルに対して、生理学、生物物理学、蛋白質分析化学、蛋白質計算科学の分野横断的な手法を先鋭的に用いて、タンパク質が、物理的な温度を受容し細胞の生物学的機能に変換出力していくメカニズムを解明することを目的とする。生体分子の温度センシング機構の解明に広く応用できる新しい方法論的アプローチの確立をめざす。
本年度は、昨年度電気生理学的機能解析から同定した温度依存性を決める責任ドメインについて詳しく調べた。数多くの変異体を作成し、解析を行い、温度センサーのける構造基盤を見いだした。さらに電気生理学的に詳細な解析を行い、温度域値を決定する変異体の法則について考察した。電気生理学的に詳細な解析を行い、温度依存性を決定する変異体の法則について考察した。昨年度報告された他の温度感受性イオンチャネルの構造と比較検討し、Hvチャネルの温度感受性について考察した。膜貫通領域のHvチャネル2量体の分子動力学シミュレーションの結果と合わせて考えて、チャネルの開閉時の構造変化について検討を行った。開閉時の構造変化がどのように温度に影響されるかを検討した。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural insights into the nucleotide base specificity of P2X receptors.2017

    • 著者名/発表者名
      Kasuya G, Fujiwara Y, Tsukamoto H, Morinaga S, Ryu S, Touhara K, Ishitani R, Furutani Y, Hattori M, Nureki O.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 45208-45208

    • DOI

      10.1038/srep45208

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conductance of P2X4 receptor is determined by conformational equilibrium in the transmembrane region2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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] Comparison between mouse and sea urchin orthologs of voltage-gated proton channel suggests role of S3 segment in activation gating2016

    • 著者名/発表者名
      Sakata S, Miyawaki N, McCormack TJ, Arima H, Kawanabe A, Ozkucur N, Kurokawa T, Jinno Y, Fujiwara Y, Okamura Y
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Acta.

      巻: 1858 号: 12 ページ: 2972-2983

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2016.09.008

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structures of the TRIC trimeric intracellular cation channel orthologues.2016

    • 著者名/発表者名
      Kasuya G, Hiraizumi M, Maturana AD, Kumazaki K, Fujiwara Y, Liu K, Nakada-Nakura Y, Iwata S, Tsukada K, Komori T, Uemura S, Goto Y, Nakane T, Takemoto M, Kato HE, Yamashita K, Wada M, Ito K, Ishitani R, Hattori M, Nureki O.
    • 雑誌名

      Cell Res.

      巻: 26 号: 12 ページ: 1288-1301

    • DOI

      10.1038/cr.2016.140

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 palmitoylation2016

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 電位依存性+チャネルの開閉機構の理解への取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      藤原祐一郎
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電気生理で蛋白質を解析する-Voltage-gated H+ channel-2017

    • 著者名/発表者名
      藤原祐一郎
    • 学会等名
      第66回NCVC研究者交流会、国立循環器病センター研究所
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルの温度感受性ゲーティング2017

    • 著者名/発表者名
      藤原祐一郎
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      浜松
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粗視化シミュレーションによるアンキリンGの細胞膜周辺での動態の解析2017

    • 著者名/発表者名
      近藤寛子、藤原祐一郎、城田松之、木下 賢吾
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      浜松
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電位依存性H+チャネルのゲーティングとその構造基盤2017

    • 著者名/発表者名
      藤原祐一郎
    • 学会等名
      Advanced Biological Chemistry Seminar 2017
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 温度生物学ハンドブック1-15温度感受性を示す電位依存性プロトンチャネル

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/thermalbio/handbook/1-15v2.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2019-12-27  

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