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無脊椎動物ロドプシンの光活性化機構の解明

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 23121513
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

村上 緑  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20324387)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード光受容 / X線結晶構造解析 / ロドプシン / 生物物理
研究概要

超高速、超高感度の光センサとして独特の進化を遂げた脊椎動物ロドプシンとは対照的に無脊椎動物のロドプシンは一般GPCRと共通の分子特性を多くもつ。ロドプシン活性化の分子機構を調べる目的で、無脊椎動物ロドプシンの代表としてイカロドプシンを研究対象にX線結晶構造解析に取り組んできた。本課題では光反応中間体の構造解析を進め、レチナール光異性化後の最初の熱産物であるルミロドプシンの構造解析を行った。最終年度では、結晶中でのロドプシンの熱的振る舞い、ルミ中間体へのX線照射の影響を顕微分光測定により調べ、立体構造を2.8Aで決定することができた。また、ルミ中間体に続いて230Kへの熱緩和で現れるLM中間体についても熱的振る舞いに関する知見を得る事ができた。全長ロドプシンについては、試料に含まれる脂質の量を界面活性剤の添加量を調整することで結晶化試料を最適化し、天然状態での三次元結晶を再現良く得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Large deformation of helix F during the photoreaction cycle of Pharaonis halorhodopsin in complex with azide.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi T., Kanada S., Murakami M., Ihara K.,
    • 雑誌名

      Biophys. J.

      巻: 104 号: 2 ページ: 377-385

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2012.12.018

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proteins2012

    • 著者名/発表者名
      Zhang J.
    • 雑誌名

      Crystal structure of the O intermediate of the Leu93→Ala mutant of bacteriorhodopsin

      巻: 80 号: 10 ページ: 2384-2396

    • DOI

      10.1002/prot.24124

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallographic analysis of the primary photochemical reaction of squid rhodopsin2011

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Kouyama T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol.

      巻: 413 号: 3 ページ: 615-627

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.08.044

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structures of an O-like blue form and an anion-free yellow form of pharaonis halorhodopsin2011

    • 著者名/発表者名
      Kanada,S., Takeguchi Y., Murakami M., Ihara K., Kouyama T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol.

      巻: 413 号: 1 ページ: 162-176

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2011.08.021

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] X線結晶構造から観るイカロドプシンの光反応初期過程2013

    • 著者名/発表者名
      村上緑, 神山勉
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X-ray crystallography study of cruxrhodopsin from Haloarcula vallismortis2013

    • 著者名/発表者名
      S. K. Chan, T. Kitajima, M. Murakami, K. Ihara, T. Kouyama
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Crystal structure of the lumi intermediate of squid rhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami and T. Kouyama,
    • 学会等名
      15th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      Ascona
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure of an M state of the azide complex of pharaonis halorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kouyama, T. Nakanishi, S. Kanada, M. Murakami, K. Ihara
    • 学会等名
      15th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      Ascona
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photo-activation mechanism of squid rhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      村上緑, 神山勉
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Large deformation of helix F upon formation of the M intermediate of the azide-bound purple form of pharaonis halorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      中西太市, 金田創運, 村上緑, 井原邦夫, 神山勉
    • 学会等名
      日本生物物理学会第50回年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structure of deltarhodospin from Haloterrigena Thermotolerans2012

    • 著者名/発表者名
      J. Zhang, K. Mizuno, Y. Murata, M. Murakami, K. Ihara and T. Kouyama
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2012
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Large deformation of helix F upon formation of the M intermediate of the azide-bound purple form of pharaonis halorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      T. Nakanishi, S. Kanada, M. Murakami, K. Ihara and T. Kouyama
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2012
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イカロドプシンルミ中間体の結晶構造解析2012

    • 著者名/発表者名
      村上緑
    • 学会等名
      蛋白研セミナー「結晶学でみるタンパク質の化学と物理」
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イカロドプシン光反応中間体の結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      村上緑,神山勉
    • 学会等名
      平成23年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンのO中間体の結晶構造2011

    • 著者名/発表者名
      張進,山崎芳和,樋掛正則,村上緑,井原邦夫,神山勉
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イカロドプシンルミ中間体のX線結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      村上緑,神山勉
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ファラオニシス・ハロロドプシンのアザイド結合型紫状態のM中間体の結晶構造2011

    • 著者名/発表者名
      中西太市,金田創運,村上緑,井原邦夫,神山勉
    • 学会等名
      日本生物物理学会第49回年会
    • 発表場所
      姫路
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロドプシンのX線結晶構造解析-結晶学と分光学で探るわたしたちがモノを見るしくみ-

    • 著者名/発表者名
      村上緑
    • 学会等名
      名古屋大学女性研究者サイエンスフォーラム
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ハロロドプシンのハライドイオン輸送サイクルにおける構造変化

    • 著者名/発表者名
      川口春樹, 中西太市, 久保宏樹, 井原邦夫, 村上緑, 神山勉
    • 学会等名
      平成24年度生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Crystallographic study of cruxrhodopsin-3 from Haloarcula vallismortis

    • 著者名/発表者名
      S. K. Chan, T. Kitajima, M. Murakami, K. Ihara, T. Kouyama
    • 学会等名
      平成24年度生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X線結晶構造から観る無脊椎動物ロドプシンの光反応過程

    • 著者名/発表者名
      村上緑
    • 学会等名
      生命情報科学研究セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハロロドプシンの光誘起構造

    • 著者名/発表者名
      中西太市,金田創運,村上緑,井原邦夫,神山勉
    • 学会等名
      平成23年度日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] タコロドプシンの結晶化

    • 著者名/発表者名
      水野克秀,張進,中村洋子,村上緑,神山勉
    • 学会等名
      平成23年度日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イカロドプシンルミ中間体の構造解析

    • 著者名/発表者名
      村上緑,神山勉
    • 学会等名
      平成23年度日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンのO中間体の結晶構造

    • 著者名/発表者名
      張進,山崎芳和,樋掛正則,村上緑,井原邦夫,神山勉
    • 学会等名
      平成23年度日本生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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