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2022 年度 研究成果報告書

電位依存性K+チャネルの立体構造解析によるゲート開閉メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21K15033
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

原田 彩佳  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 助教 (00800476)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード電位依存性K+チャネル / 膜電位依存的構造変化 / SS-locking
研究成果の概要

電位依存性K+チャネル(Kv)は、VSDの膜電位依存的な構造変化によって、PDのゲートを開閉する。KvAPを解析対象とし、VSDのヘリックスS1とS4にCys残基を1個ずつ導入し、これらが近接した際に形成する分子内ジスルフィド(SS)結合を検出するSS-locking解析を計25種類のDouble Cys変異体を用いて実施した。結果、得られた近接残基対は、単一の立体構造では同時に近接しえないことから、各変異体において異なるコンフォメーションがSS結合により安定化されたことを示しており、各変異体の構造はKvAPの閉状態と開状態の間の構造変化の過程を反映している可能性があることが分かった。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

KvAPは、真核生物由来Kvチャネルと類似した電気生理学的性質および立体構造を有することが明らかとなっているため、KvAPを用いてイオンチャネルに共通の機能構造を解明した上で、ヒトの痛覚や催不整脈性に関わるチャネルの機能・阻害機構を解明し、機能構造ごとにチャネル間を横断的に構造比較・特徴抽出することが可能となる。また、同じ機能構造・同じ部位に結合する阻害剤を同定できるため、これらのみで構造活性相関解析することにより、精度の高いファーマコフォアモデルを構築でき、各阻害機構を明らかにすることが出来る。

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公開日: 2024-01-30  

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