• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実績報告書

アクアポリン6のアニオン透過メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13517
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

山本 詠士  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (00779340)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードアクアポリン / 分子動力学シミュレーション / 分子透過 / 細胞膜 / 浸透圧 / アニオン / 水分子
研究実績の概要

アクアポリン(AQP)は細胞膜に存在し,水分子を選択的に透過させる水チャネルとして知られている。しかし,中には水分子以外の低分子を選択的に透過させるAQPが存在する.それら低分子を透過させる哺乳類のAQPについては実験による立体構造の報告がないため,AQPの低分子透過メカニズムは分子レベルで明らかになっていない.本研究課題では,タンパク質立体構造予測法と分子動力学(MD)シミュレーション法を用い,アニオンチャネルとして知られるAQP6の分子透過メカニズムを分子レベルで解析した.長時間(1~2マイクロ秒)のMDシミュレーションを行い,予測した立体構造の脂質膜中での安定性を確認した.細胞膜内外にイオン濃度勾配を作り,細胞膜に電位差を負荷する非平衡MDシミュレーションでは,酸性条件において野生型AQP6が塩化物イオンを透過させた.特に,塩化物イオンはタンパク質4量体で構成される中心細孔を透過することが分子レベルで明らかになった.実験ではアミノ酸残基の変位によってアニオン透過性が阻害されることが知られているが,MDシミュレーションでもアミノ酸変位型AQP6(N63G)はアニオン透過性が阻害されることを確認した.さらに,シミュレーションからアニオン透過現象に重要なpHを検知するアミノ酸も同定した.本研究成果により,実験による立体構造の報告がないタンパク質へのMD計算の適応可能性や,分子の選択的透過を実現するナノポアの分子機構提案が可能となった点は意義がある.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      オックスフォード大学
  • [国際共同研究] 高等科学院(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      高等科学院
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation Study of the Molecular Mechanism of Anion Permeation through Aquaporin-62019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yamamoto, Keehyoung Joo, Jooyoung Lee, Masato Yasui, Mark S.P. Sansom
    • 学会等名
      The 2nd Pacific Rim Thermal Engineering Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子シミュレーションによるアクアポリンの分子透過メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      山本詠士
    • 学会等名
      第13回In vivo実験医学シンポジウム ~アクアポリン研究の最前線~
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体膜における水分子の輸送現象をコンピューターシミュレーションによって可視化する2019

    • 著者名/発表者名
      山本詠士
    • 学会等名
      機能性食品研究会講演会 第1回研究会「Water Biology 生命にとって大切な水」
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi