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2012 年度 実績報告書

電位センサータンパク質の作用機序に対する物理化学的手法を用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 10J01585
研究機関大阪大学

研究代表者

川鍋 陽  大阪大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)

キーワード電位センサータンパク質 / 電位依存性プロトンチャネル / VSOP / パッチクランプ / リポソーム / インサイドアウト / 赤外分光
研究概要

本研究では、電位センサータンパク質であるVSOP(電位依存性プロトンチャネル)の電位感知メカニズムをはじめとする基本的な性質を、電気生理学的な手法(主にパッチクランプ法)と物理化学的手法(主に赤外分光法)を組み合わせて明らかにすることが目標である。本年度の研究成果の概要を以下に記述する。前年度までに活性のあるマウス由来VSOPを発現する系を確立した。本年度は計測のさらなる改善と薬理効果を検討するための培養細胞系を用いた評価を行っている。
1.全反射赤外分光法にて基質結合やpH変化に伴う構造変化の解析を行ったが、精度のよいスペクトルを得ることができなかった。前年度に引き続き、タンパク質と脂質の比率を見直すなど条件検討をし直している。
2.プロテオリポソームに対してパッチクランプ法を適用する電気生理学的な解析を前年度に引き続き試みている。VSOPはそのコンダクタンスが数百fS程度と極めて小さいと示唆されており、これは、一般的なK^+,Na^+などを通すイオンチャネルの1/1000のレベルである。そこで、可能な限りノイズが入らない環境で新たに測定装置を組み上げ、現在予備実験の段階であるが、VSOP由来とみられる電流を計測することに成功した。今後さらに解析していくために、亜鉛イオンや下記の不飽和脂肪酸への応答性などの薬理効果を見ていく予定である。
3.電位依存性プロトンチャネルはその分子実体が判明する前から不飽和脂肪酸(主にアラキドン酸)により電流が増大することが知られていた。しかし、それらはネイティブの細胞の結果であり、メカニズムの詳細などに迫る強制発現系での実験はこれまでになかった。培養細胞を用いたインサイドアウトパッチクランプ法で測定したところ、不飽和脂肪酸の効果で電流が増大することがわかった。これは不飽和脂肪酸が直接作用することを示唆しており今後、部位の特定やメカニズムに迫っていきたい。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparative FTIR study of a new fungal rhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      Ito, H., Sumii, M., Kawanabe, A., Fan, Y., Furutani, Y., Brown, L. S., Kandori, H.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 116 ページ: 11881-11889

    • DOI

      10.1021/jp306993a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous pH Effect of Blue Proteorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, K., Kawanabe, A., Yoshizawa, S., Inoue, K., Kogure, K., Kandori, H.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Let.

      巻: 3 ページ: 800-804

    • DOI

      10.1021/jp3000257

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity and functional analysis of proteorhodopsin in marine Flavobacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, S., Kawanabe, A., Ito, H., Kandori, H., Kogure, K.
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol.

      巻: 14 ページ: 1280-1284

    • DOI

      10.1111/j.1462-2920.2012.02702.x.

    • 査読あり
  • [学会発表] 人工膜を用いた電位依存性プロトンチャネルの膜電流計測の最適化2013

    • 著者名/発表者名
      川鍋陽、岡村康司
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船越(東京)
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] The function of a microbial rhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawanabe, Hideki Kandori
    • 学会等名
      4th International Conffernece for Biosciences and Biotechnology
    • 発表場所
      Udayana大学 (インドネシア・バリ)(招待講演)
    • 年月日
      20120920-20120921
  • [備考]

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/index.html

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公開日: 2014-07-16  

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