細胞間結合チャネルの高分解能単粒子解析

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07266
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大嶋 篤典 名古屋大学, 細胞生理学研究センター, 教授 (80456847)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: ギャップ結合チャネル / クライオ電子顕微鏡 / 高分解能構造解析 / イネキシン / 単粒子解析

研究成果の概要

線虫が持つギャップ結合チャネルのinnexin-6(INX-6)の構造研究をクライオ電子顕微鏡を用いて行い、可溶化状態の原子構造を決定した。INX-6は16量体を形成し、オープン状態の構造と解釈された。INX-6はヒトに存在するコネキシン26とアミノ酸配列の類似性が見られないにもかかわらず、その構造は非常によく似ていた。また脂質ナノディスクに再構成したINX-6ヘミチャネルの構造解析にも成功し、脂質二重膜内ではN末端が構造変化するとともに、チャネルの通路を埋める密度が確認された。この結果からチャネル通路の開閉に脂質分子が関与するという知見が得られた。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で明らかにしたINX-6の構造解析から、新規の膜タンパク質複合体の原子構造の決定に、結晶化を必要としないクライオ電子顕微鏡単粒子解析法が有効であることを示した。無脊椎動物と脊椎動物ではアミノ酸配列の相同性の低いタンパク質から共通点の多いチャネル構造が形成されることを明らかにした。クライオ電子顕微鏡法は、創薬ターゲットとして大きな割合を占める膜タンパク質の構造研究に今後も役立てられることが期待される。