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2010 年度 実績報告書

ATP加水分解スイッチ仮説に立脚したABCトランスポータ駆動メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22590212
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

相馬 義郎  慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (60268183)

研究分担者 林 真理子  慶應義塾大学, 医学部, 助教 (30525811)
キーワードABCトランスポータ / ATP加水分解 / Nucleotide Binding Domain / CFTR / チャネル / 結合エネルギー / ゲーティング / 水和
研究概要

今年度、我々はCFTRチャネルのNBDにおけるATPの安定結合に重要な働きをしていることが知られている1219番目のチロシン残基に変異導入(Y1219X)すると、正常なATP加水分解とATP加水分解失敗の明確に分けられる2つのケースが確率的に起こることを発見した[Shimizu,Yu, et al, 2010]。このことは、NBDエンジンの動作サイクルにおいて、NBD二量体形成(チャネル開口)中に、その次のステップにおけるATP加水分解の成否を運命づけている、ある隠された「ATP加水分解のための準備状態」が存在していることを示唆している。この現象は、Y1219X変異によるNBDエンジンの動作ミスがATP加水分解の異常によって引き起こされるのか、あるいはATPの結合エネルギーの違いに起因するものであるのかなど、本研究の中心命題である「ATP加水分解スイッチ」の存在とそのメカニズムの解明のために非常に重要な情報に関連しているものと考えられる。
さらに今年度は、CFTR特異的阻害薬CFTRinh-172の阻害メカニズムの詳解を行い、CFTRチャネルには細胞外側にあるイオン透過ゲートの他に、より細胞内側にもうひとつルーズなゲートがあることを明らかにした[Kopeikin et al, 2010]。さらにATP依存性チャネルゲート駆動が失われた変異体G551D-CFTRの薬剤ゲニステインgenisteinとクルクミンcurcuminによるゲート駆動の回復とそのメカニズムについての研究[Yu,Miki et al 2011]をおこない、本プロジェクトの基盤ターゲットであるCFTR分子の作動メカニズムについての重要な知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 その他

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

  • [雑誌論文] Curcumin and Genistein Additively Potentiate G551D-CFTR2011

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Miki H, Sohma Y, et al
    • 雑誌名

      Journal of Cystic Fibrosis

      巻: (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the mechanism of CFTR inhibition by a thiazolidinone derivative.2010

    • 著者名/発表者名
      Kopeikin Z, Sohma Y, Li M, Hwang TC
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 136 ページ: 659-671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A stable ATP binding to nucleotide binding domain is important for reliable gating cycle in an ABC transporter CFTR2010

    • 著者名/発表者名
      Shimizu H, Yu YC, Sohma Y, et al
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Sciences

      巻: 60 ページ: 353-362

    • 査読あり
  • [学会発表] A hidden intermediate state for priming ATP-hydrolysis during open conformation in CFTR channels2011

    • 著者名/発表者名
      Sohma Y, Yu YC, Yasui M, Hwang TC.
    • 学会等名
      55th Biophysical Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      20110305-09
  • [学会発表] A hidden open state for priming ATP-hydrolysis in an ABC transporter CFTR channel.2011

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Furukawa-Hagiya T, Sohma Y, et al
    • 学会等名
      第88回 日本生理学会年会
    • 発表場所
      Journal of Physiological Sciences(誌上開催)
    • 年月日
      20110300
  • [学会発表] Two possible mechanisms underlying a halt of NBD gating engine induced by instability of ATP binding in an ABC transporter CFTR.2010

    • 著者名/発表者名
      Yu YC, Sohma Y, Hwang TC, Yasui M.
    • 学会等名
      第48回 日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20100920-22
  • [備考]

    • URL

      http://web.sc.itc.keio.ac.jp/pharm/about/sohma.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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