研究課題
基盤研究(B)
本研究では、(1)ロドプシン類の分子進化と対イオンのGlu181からGlu113への変位との関係とその変位がもたらしたロドプシン類の機能的特徴を明らかにするとともに、(2)Glu181を発色団とする多様なロドプシン類の分子特性と細胞・生理機能との連関の解明を目的とした。その結果、次のような成果が得られた。(1)視物質の分子進化の過程において、Glu113対イオンの獲得は、"高いGタンパク質活性化能"と"赤色感受性錐体視物質"の獲得をもたらしたことがわかった。特に、高いGタンパク質活性化能は、トランスデューシンと共役する視物質に特有であり、その構造変化が他のロドプシン類と比較して特殊であると考えられた。生化学的な解析から、暗状態の構造がすでに異なる可能性が示唆された。(2)Glu181に対イオンを持つと示唆される多様なロドプシン類、パラピノプシン、メラノプシン、パリエトオプシンの発現と解析にも成功し、その分子特性と生理機能の連関や進化との連関等について明らかにすることができた。メラノプシンの解析から、脊椎動物の光感受性.網膜神経細胞と無脊椎動物の視細胞は進化的に同一祖先と考えられた。また、パラピノプシンは相互作用するGタンパク質やアレスチンが近縁な脊椎動物視物質とは異なるが結果的に過分局応答を示し、UV光受容を実現していることが示唆された。さらに、パリエトオプシンの解析から、1つの細胞に2種類のロドプシン類とそれぞれが駆動する異なる情報伝達系が存在することにより「色」を識別できるメカニズムを明らかにした。
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