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2008 年度 実績報告書

ホヤKCNQ1ホモログを用いたKCNEタンパク質によるチャネル機能修飾機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20790184
研究機関生理学研究所

研究代表者

中條 浩一  生理学研究所, 分子生理研究系, 助教 (80390699)

キーワード生理学 / イオンチャネル / 電気生理学 / カリウムチャネル / 分子生物学 / ホヤ / 不整脈 / 心筋
研究概要

KCNQ1は心臓などで発現している電位依存性カリウムチャネルである。単独でもカリウムチャネルを構成することが可能であるが、同じく心臓で発現するKCNE1と共発現することで非常にキネティクスの遅いイオンチャネルに変化する。この特徴的な電流は心臓の活動電位のペースを調節する役割を担っており、どちらの遺伝子の変異も不整脈の原因となりうることが知られている。しかしながらKCNE1が補助サブユニットとして結合することでどのようにしてKCNQ1の機能が修飾されるのかはよくわかっていない。
海産無脊椎動物であるカタユウレイボヤのゲノムにはKCNE1遺伝子が存在しないため単カタユウレイボヤのKCNQ1ホモログである、Ci-KCNQ1はKCNE1によって機能修飾を受けないのではないかと予想し、KCNE1によるチャネル機能の修飾において、ヒトのKCNQ1のどの部位が重要であるかを同定することを試みた。アフリカツメガエル卵母細胞にCi-KCNQ1を単独で発現させると、ヒトのKCNQ1同様電位依存性のカリウム電流が観察されたが単KCNE1を共発現させてもその電流の性質にはあまり変化が見られず、ヒトKCNQ1で見られるような機能修飾は起きていないことが確認できた。そこでヒトとカタユウレイボヤの間でキメラタンパク質を作成し、機能修飾に重要な部位の同定を試みたところ、5番目から6番目の細胞膜貫通領域であるS5-S6セグメントがヒト由来であることが、機能修飾に重要であるという結果を得た。さらに絞込みを進めることで、S5セグメント上のグリシンと、S6セグメント上の二つのバリン、これら3つのアミノ酸残基が重要な役割を担っていることまで同定することができた。KCNE1による機能修飾のメカニズムに関して、新しくかつ重要な知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Voltage-and [ATP]-dependent gating of the P2X (2) ATP receptor channel2009

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Keceli, B, Nakajo K & Kubo Y
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology 133

      ページ: 93-109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second coiled-coil domain of KCNQ channel controls current expression and subfamily specific heteromultimerization by salt bridge networks2008

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakajo & Yoshihiro Kubo
    • 雑誌名

      Journal of Physiology 586

      ページ: 2827-2840

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion channel clustering at the axon initial segment and node of ranvier evolved sequentially in early chordates2008

    • 著者名/発表者名
      Hill AS, Nishino A, Nakajo K, Zhang G, Fineman JR, et.al.
    • 雑誌名

      PLoS Genetics 4

      ページ: e1000317

    • 査読あり
  • [学会発表] KCNQカリウムチャネル電位センサードメインのダイナミクスとその制御機構2008

    • 著者名/発表者名
      中條浩一
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-03
  • [備考]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/news/2008/20080703/

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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