2022 年度研究成果報告書

電気生理学と分光学の統合によるイノシトールリン脂質ホスファターゼの動作原理の解析

研究課題

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研究課題/領域番号	19K06585
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分43040:生物物理学関連
研究機関	香川大学
研究代表者	川鍋陽香川大学, 医学部, 講師 (10707128)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	電位依存性ホスファターゼ / 電位依存性 / 脂質代謝酵素 / 電気生理学 / イオンチャネル / 蛍光変化解析
研究成果の概要	イノシトールリン脂質ホスファターゼ [PIPase: PI(4,5)P2などを脱リン酸化する酵素] は生理的に重要な機能を担っている。本研究では、電位依存性ホスファターゼ (VSP, PIPaseの一種) の酵素活性機構を明らかにし、PIPaseに共通する動作原理を解明することを目指した。そのために、非天然蛍光アミノ酸Anapを導入したVSPの蛍光変化から局所的な構造変化情報を取得し、VSPの活性化時に「電位センサー」と「酵素領域」の疎水性部位の相対的な距離が変動することにより、酵素活性に影響を与えていることが示唆された。また、これらの成果を基に機能向上型VSPを作製した。
自由記述の分野	生物物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	細胞膜構成成分の1つであるイノシトールリン脂質 (PI) は、細胞膜上でシグナル伝達の役割も担い、生体の恒常性を維持するために重要である。PIの生理的機能を調整する酵素の1つがイノシトールリン脂質ホスファターゼ (PIPase) であるが分子機能の動作原理まで踏みんだ研究は進んでいない。その中で、われわれは機能解析と構造変化解析を組み合わせることで、動作機構を解明した。得られた知見は、PIPaseをターゲットとする臨床医学・創薬研究の基盤となると考えている。また、新規に作製した機能向上型VSPは、分子ツールとしてのさらなる活用が見込まれるため、研究分野の発展にも貢献できている。