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2009 年度 実績報告書

ABCトランスポータにおけるNBDエンジンの動作メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19590215
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

相馬 義郎  慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (60268183)

キーワードABCトランスポータ / CFTR / チャネル / Nucleotide Bindin Domain / ATP加水分解 / ゲーティング / アニオン / 二量体化
研究概要

本年度は、まず、ゲーティング解析よりMgPPiによって駆動されているCFTRチャネルは、等濃度のMgATPによってATP加水分解を伴いながら作動している場合に比べて、開口過程おいては1/100、閉口過程においては1/3の遷移速度で作動していることが明らかになった。次に、このMgPPi駆動ゲーティングには、ふたつのNBD間の水素結合R555-T1246が重要な働きをしていることが予想されたので、R555K変異を導入した水素結合欠落変異体を作成して、その性質を調べた。R555K変異体は、MgATPによってでも非常に低い開口速度しか示さず、残念ながらゲーティング解析は不可能であった。しかしながらATP加水分解能欠落との二重変異体R555K/T1246では、ゲーティングを観察することができ、NBD間水素結合の欠落によって開口速度の減少および閉口速度の増加が認められた。このことはNBD間水素結合は、NBD二量体の形成および安定化の両方に重要な役割を果たしていることを示唆している。さらに、ATPは結合できるがNBDの二量体化ができないためにATP依存性開口ができないG551D変異体に、ATP依存性ゲーティングを復活させる薬剤であるgenisteinおよびcurcuminの作用機序はNBDエンジンの動作機構についての重要な情報を含んでいると考えらたので、これらの薬剤についての実験を行った。その結果、驚くべきことに、ATP加水分解能欠落によって開口固定されているE1371S変異体は、genisteinおよびcurcuminの同時投与によって閉口された。このことは、ABCトランスポータ共通のNBDエンジンの活性制御薬開発に直結した非常に重要な知見である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 芳香族カルボン酸をプローブとして用いたABCトランスポータ・CFTRチャネルの構造機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎, 他(8名中1番目)
    • 学会等名
      第83回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪)
    • 年月日
      20100316-20100318
  • [学会発表] Effects of aromatic carboxylic acids on genistein-and curcumin-potentiated G551D-CFTR2010

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Sohma Y, et al(10名中10番目)
    • 学会等名
      54^<th> Biophysical Society Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Blocking kinetics of CFTR channel by aromatic carboxylic acid positional isomers characterised using a novel amplitude distribution analysis method2010

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Sohma Y, et al(8名中5番目)
    • 学会等名
      54^<th> Biophysical Society Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      20100220-20100224
  • [学会発表] Two different binding sites for small aromatic carboxylic acids in CFTR2009

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Sohma Y, et al(7名中4番目)
    • 学会等名
      The 40th NIPS International Symposium PAT-CVR2009
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      20090803-20090806
  • [学会発表] 3D structure of humnan CFTR chloride channel revealed an ellipsoidal form with orifices beneath the putative transmembrane domain2009

    • 著者名/発表者名
      相馬義郎, 他(7名中1番目)
    • 学会等名
      XXXVI International Congress of Physiological Sciences(IUPS2009)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090727-20090801

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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