電位センサードメイン蛋白群を基盤とする新たな膜電位シグナルの解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21229003
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡村 康司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80201987)
• 研究分担者: 藤原 祐一郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532980) ; 筒井 秀和 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30392038) ; 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325) ; 吉田 学 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60301785) ; 中川 敦史 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (20188890) ; 大河内 善史 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90435818)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: 生体膜 / チャネル / トランスポーター / 能動輸送

研究概要

電位センサードメイン共役機構の解明およびに膜電位シグナル複合体の動作原理の解明を目指して、発現系での膜電位計測技術の創製を試みた。その結果N末端側に蛍光プローブを融合した電位センサープローブが従来のプローブに比較して時間分解能などで優れた特性を示すことを明らかにした。また、発現系細胞に機能発現させた電位依存性プロトンチャネルへのアラキドン酸を始めとする不飽和脂肪酸の作用を解析した。コンダクタンスの有意な増加とともに、活性化速度の著明な加速を認めた。変異によるアミノ酸置換の導入実験、細胞内ドメインの欠失実験などによって、ダイマー間の協調的ゲーティングに関わる接合面に不飽和脂肪酸が作用する機構が示され、電位センサーの親水性電荷が疎水性バリアーを通過する微小環境に脂質の疎水性または流動性が影響を与えうることを示した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Potential role of voltage-sensing phosphatases in regulation of cell structure through the production of PI(3,4)P2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi S, Kurokawa T, Taira I, Aoki N, Sakata S, Okamura Y, Homma KJ.
  • 雑誌名: J Cell Physiol. 巻: 229(4) ページ: 422-33
  • DOI: doi: 10.1002/jcp.24463.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphatase activity of the voltage-sensing phosphatase, VSP, shows graded dependence on the extent of activation of the voltage sensor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakata S, Okamura Y.
  • 雑誌名: J Physiol. 巻: 592(Pt 5) ページ: 899-914
  • DOI: doi: 10.1113/jphysiol.2013.263640. Epub 2013 Nov 25.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of sites facing aqueous environment of voltage-gated proton channel at resting state: A study with PEGylation protection. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Okamura Y.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: 1838(1 Pt B) ページ: 382-7
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbamem.2013.10.001. Epub 2013 Oct 16.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Xray crystal structure of voltage-gated proton channel. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Sakata S, Yamashita E, Fujiwara Y, Kawanabe, A, Kurokawa T, Okochi Y, Matsuda M, Narita H, Okamura Y, Nakagawa A
  • 雑誌名: Nature Structure & Molecular Biology 巻: 21 ページ: 352-357
  • DOI: doi:10.1038/nsmb.2783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically detected structural change in the N-terminal region of the voltage-sensor domain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui H, Jinno Y, Tomita A, Okamura.Y
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 105(1) ページ: 108-115
  • DOI: doi: 10.1016/j.bpj.2013.05.051.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural characteristics of the redox-sensing coiled coil in the voltage-gated H+ channel. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Takeshita K, Nakagawa A, Okamura Y
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(25) ページ: 17968-75
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M113.459024. Epub 2013 May 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved detection of electrical activity with a voltage probe based on a voltage-sensing phosphatase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui H, Jinno Y, Tomita A, Niino Y, Yamada Y, Mikoshiba K, Miyawaki A、Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 591(18) ページ: 4427-4437
  • DOI: doi: 10.1113/jphysiol.2013.257048. Epub 2013 Jul 8.
  • 査読あり
• [学会発表] Enzyme activity of voltage-sensing phosphatase (VSP) is graded dependent of the magnitude of movements of the voltage sensor? (2014)
  • 著者名/発表者名: Souhei Sakata, Yasushi Okamura
  • 学会等名: The 4th International Ion Channel Conference.
  • 発表場所: Shijiazhuang, China
  • 年月日: 20140630-20140702
  • 招待講演
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルVSOP/H1の動作原理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、藤原祐一郎、川鍋陽、坂田宗平、黒川竜紀
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140318-20140318
  • 招待講演
• [学会発表] PI(4,5)P2-DAGシグナルによって制御されるPCL共役方TRPC電流のモデルシュミレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 森誠之、斎恭平、今井裕子、岡村康司 、井上隆司、長谷英治、森泰生
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140317-20140317
• [学会発表] 電位依存性H＋チャネルの膜電位感知機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 電位依存性H＋チャネルのゲーティングに対するS4領域の構造基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥田裕子、岡村康司 、藤原祐一郎
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 活性化速度の異なるウニおよびマウスVSOP1/Hv1の比較による電位依存的ゲート機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂田宗平、宮脇奈那、黒川竜紀、オズカーヌルダン、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルにおける閉状態のトポロジー解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川竜紀、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルへの不飽和脂肪酸による活性増強効果の定量的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川鍋陽、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネル欠損マウスはメタボリックシンドロームの表現型を呈する (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合喬文、大河内善史、井村誉史雄、古川祐子、宮脇那奈、崎村建司、小泉修一、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 光学的に検出された電位センサーN末領域の構造変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 筒井秀和、神野有香、富田亜希子、岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] 発現系を用いたCi-CatSperチャネルの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 有馬大貴、岡村康司 、筒井秀和
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県鹿児島市
  • 年月日: 20140316-20140316
• [学会発表] Voltage-sensor domain proteins: phosphonositide signal, proton permeation and molecular tools. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 20140217-20140217
  • 招待講演
• [学会発表] Inhibitation by reduction of PIP2 accelerates inactivation of receptor-operated TRPC6/7 currents. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori Masayuki, Kyohei Itsuki, Yuko Imai, Hideharu Hase, Yasushi Okamura, Ryuji Inoue
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 20140217-20140217
• [学会発表] The activation kinetics of the voltage-gated proton channels is drastically accelerated by unsaturated fatty acide. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akira Kawanabe, Yasushi Okamura
  • 学会等名: Biophsical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 20140217-20140217
• [学会発表] 不飽和脂肪酸による電位依存性プロトンチャネルへの活性増強効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川鍋陽、岡村康司
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 20131028-20131028
• [学会発表] 電位依存性ホスファターゼの動作原理と分子ツールへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、筒井秀和、坂田宗平
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会プログラム
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 20130912-20130912
  • 招待講演
• [学会発表] 電位依存性ホスファターゼ（VSP）の酵素活性は、電位センサーの動いた大きさに従い段階的に発揮される (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂田宗平、岡村康司
  • 学会等名: 平成25年度生理学研究所研究会
  • 発表場所: 愛知県岡崎市
  • 年月日: 20130906-20130906
• [学会発表] 電位センサー蛋白機能の多様性：イオン透過からホスファターゼまで (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司 、藤原祐一郎、坂田宗平、河合 喬文、筒井秀和、大河内善史
  • 学会等名: Neuro2013(第36回神経科学学大会）
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 20130620-20130620
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage-sensing phosphatase - its structure and portability. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Okamura, Souhei Sakata, Hidekazu Tsutsui
  • 学会等名: The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Sciences Oriented Applications. (1st AWEST 2013)
  • 発表場所: 兵庫県淡路市
  • 年月日: 20130617-20130617
  • 招待講演
• [図書] 生物学時点 第五版 (2013)
  • 著者名/発表者名: 巌佐 庸、倉谷 滋、斎藤 成也、塚谷 裕一
  • 総ページ数: 2192
  • 出版者: 岩波書店
• [備考] 大阪大学大学院・医学系研究科・統合生理学教室
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/index.html