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複合体解析によるKATPチャネル制御機構解明

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 25121716
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
研究機関京都大学

研究代表者

木村 泰久  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (10415143)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードATP感受性カリウムチャネル / イオンチャネル / 糖尿病 / インスリン分泌 / スルフォニルウレア受容体(SUR1) / 単粒子解析 / 基質取り込みゲート / ABCタンパク質 / KATPチャネル / スルフォニルウレア受容体 / 膜輸送
研究実績の概要

本研究で達成した成果は以下のとおりである。
・ATP感受性カリウムチャネルのヌクレオチド依存的構造変化の解析。:ATP感受性カリウムチャネルはインスリン分泌の中核を担う分子であり、細胞内のATPによって活性が制御される。本研究項目ではATP存在下、非存在下での立体構造を単粒子解析によって決定し、構造比較を行った。その結果、ATP依存的に制御サブユニットであるSUR1が約10度回転運動する事を見出した。また、同時にチャネルサブユニットであるKir6.2によって形成されるチャネル孔のサイズが大きく広がることを見出した。本研究成果はATP感受性カリウムチャネルの制御機構を考察する上で重要な知見である(投稿準備中)。 SUR1が属するABCタンパク質ファミリーはATP結合によって大きく構造変化をすると考えられているが、本研究ではSUR1のドメイン構造にATP依存的な変化を見出すことは出来なかった。チャネル開閉メカニズムの詳細を明らかにするためには更なる分解能の向上が必要である。
・多剤排出トランスポーター(MDR1, p-glycoprotein)の輸送基質取り込みゲート機構の解析: ABCタンパク質ファミリーには癌の多剤耐性にかかわるMDR1等重要な遺伝子が存在する。本研究では多剤排出トランスポーターの基質取り込みに関与すると予想された2本の膜貫通ヘリックスに焦点を絞って解析を行った。その結果、ヒトMDR1には2つの基質取り込みゲートが存在し、輸送基質の取り込みだけでなく、輸送基質の選別にも関与していることを明らかとした。(投稿準備中)

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] ヒトMDR1の内向き構造安定化機構の検討2015

    • 著者名/発表者名
      津山智美、木村泰久、木岡紀幸、加藤博章、植田和光
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒトMDR1の基質取り込みゲート機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      末永健人、井上修一、木村泰久、木岡紀幸、加藤博章、植田和光
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒトMDR1の基質認識に関わる疎水性アミノ酸の同定2014

    • 著者名/発表者名
      津山智美、木村泰久、木岡紀幸、加藤博章、植田和光
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノディスクを用いたヒトABCA1の機能解析系の構築2014

    • 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
      第37回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 精製タンパク質を用いたヒトABCG4の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      木村泰久、平山裕士、木岡紀幸、松尾道憲、植田和光
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ヒト培養細胞によるヒトABCタンパク質の大量生産、精製手法開発2014

    • 著者名/発表者名
      木村泰久
    • 学会等名
      日本農芸化学会 第17回中四国支部若手シンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトMDR1の輸送基質導入ゲートの解析2014

    • 著者名/発表者名
      井上修一、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、加藤博章、植田和光
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単粒子解析によるATP感受性カリウムチャネルのサブユニット構造決定2013

    • 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
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ヒトMDR1の第4、第10膜貫通へリックスの基質導入ゲートとしての機能の解析2013

    • 著者名/発表者名
      井上修一、木村泰久、木岡紀幸、松尾道憲、加藤博章、植田和光
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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