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2009 年度 実績報告書

TRPA1チャネルのカフェインに対する応答の質的種間差異に基づく活性化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21659053
研究機関生理学研究所

研究代表者

久保 義弘  生理学研究所, 分子生理研究系, 教授 (80211887)

キーワード生理学 / 神経科学 / 生体分子 / 蛋白質 / シグナル伝達
研究概要

先に、マウスとヒトのTRPA1チャネルが、カフェイン投与に対し、それぞれ活性化と抑制という真逆の応答を示すことを見いだした。TRPA1チャネルの活性化機構の解明の第一歩として、質的種間差異の構造基盤の同定を試みた。大きな領域をswapした分子キメラの解析から開始し、予想に反し、膜貫通領域やC末端細胞内領域ではなく、N末端細胞内領域が鍵を握ることを、まず明らかにした。さらに、段階を追ってより細かい分子キメラを多数作成し、応答の性質を決定する重要な部位がアミノ酸残基の230番目と254番目の間にあることを最終的に明らかにした。すなわち、マウスTRPA1のこの領域のみをヒトTRPA1のものと置き換えると、カフェインが抑制作用を示すようになることを観察した。一方、ヒトTRPA1のこの領域をマウスTRPA1のものと置き換えたキメラでは、カフェインによる活性化作用は見られなかった。また、いくつかのキメラでは、活性化と抑制の両方を含む2相性の応答を示した。このことは、抑制作用と活性化作用が同じ構造基盤に基づく単純な逆現象というわけではなく、関与する構造基盤には共通部分の他に、共通しない部分もあり、活性化にはさらなる要因があることを示唆するものと考えられた。現在、一アミノ酸残基レベルでの同定を目指して、この領域にあるマウスとヒトで異なる14個のアミノ酸残基の網羅的変異体を、二重変異体も含めて作成し、それらの機能解析を進めている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Ligand-induced rearrangements of the GABAB receptor revealed by fluore scence resonance energy transfer2010

    • 著者名/発表者名
      Matsushita S, Nakata H, Tateyama M, bubo Y
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 285

      ページ: 10291-10299

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional and structural identification of amino acid residues of the P2X2 receptor channel critical for the voltage-and[ATP]-dependent gating2009

    • 著者名/発表者名
      Keceli B, Kubo Y
    • 雑誌名

      Journal of Physiology 587

      ページ: 5801-5818

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural rearrangements of the motor protein prestin revealed by fluorescence resonance energy transfer2009

    • 著者名/発表者名
      Gleitsman KR, Tateyama M, Kubo Y
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology Cell Physiology 297

      ページ: C290-298

    • 査読あり
  • [学会発表] Identification of the molecular determinant for the specis specific difference of the responses to caffeine between mouse and human TRPA12009

    • 著者名/発表者名
      Nagatomo K, Kubo Y
    • 学会等名
      The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2009-07-30

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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