人工イオンチャネルデザインに向けたチャネル会合モジュールの構造と機能の解析

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21790201
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤原 祐一郎 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20532980)
• キーワード: イオンチャネル

研究概要

本申請研究はVSOPチャネル会合ドメインのタンパクを発現、精製、結晶化し3次元構造をX線結晶構造解析で決定する。構造情報を基にした変異を導入した会合ドメインタンパク、および変異VSOPチャネルの、生化学的性質の解析・電気生理学的機能解析を行い、両者の相関を解析する。また、VSOPのC端細胞内領域を外的にコントロールできる因子、温度、酸化還元(redox)、イオン強度、pHで性質の変化するコイルドコイルに置換したチャネルをデザインし、チャネル活性を人工的にコントロールすることを試みる。これらを目的として行われる研究課題である。本年度(H21年度)はマウスVSOP細胞内会合領域のX結晶構造を高解像度(1.45Å)で決定することに成功した。細胞内会合領域は2量体並行コイルドコイル構造を呈していた。細胞内領域は2量体会合に寄与することを明らかとした。構造を基にした変異体を作成し電気生理学的解析を行った。ゲーティング速度を調節する機能を有することを明らかとした。タンパク質生化学実験からコイルドコイル蛋白の熱安定性は弱く体温付近で融解し、またその融解温度は酸化還元による変化が観察された。これらの実験結果は、コイルドコイル領域の熱安定性を酸化還元によりコントロールすることで人工的にプロトンチャネルのゲーティング速度をコントロール出来ることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Voltage- and [ATP]-dependent gating of the P2X2 ATP receptor channel (2009)
  • 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] Selection of Inhibitor-Resistant Viral Potassium Channels Identifies a Selectivity Filter Site that Affects Barium and Amantadine Block. (2009)
  • 著者名/発表者名: Chatelain FC, Gazzarrini S, Fujiwara Y, Arrigoni C, Domigan C, Ferrara G, Pantoja C, Thiel G, Moroni A, Minor DL
  • 雑誌名: PLoS One 4 ページ: 7496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic aspects of functional regulation of the ATP receptor channel P2X2. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo Y, Fujiwara Y, Keceli B, Nakajo K.
  • 雑誌名: Journal of Physiology 587 ページ: 5317-24
  • 査読あり
• [学会発表] Voltage- and [ATP]-dependent gating of the P2X2 ATP receptor channel (2009)
  • 著者名/発表者名: 久保義弘、藤原祐一郎、Batu Keceli, 中條浩一
  • 学会等名: 第36回国際生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-31
• [図書] 生体の科学「伝達物質と受容体」分担執筆「ATP受容体チャネルP2X2の膜上発現密度依存性と膜電位依存性」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎、Batu Keceli, 中條浩一、山本友美、久保義弘
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 医学書院
• [備考]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/tougouseiri/menu.htm