赤外差スペクトル法によるイオン輸送蛋白質の分子機構解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22770159
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 古谷 祐詞 分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (80432285)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 生体膜 / 受容体 / チャンネル

研究概要

細胞膜には、イオン輸送タンパク質、イオンチャネル、受容体などの膜タンパク質が存在し、生体エネルギーの生産、生体電気信号の発生、外界からの刺激の受容などにはたらいている。これらの膜タンパク質の機能発現の分子機構を調べるため、分子の構造情報が得られる赤外差スペクトル法を活用した。微生物型ロドプシン、V型ATPase、カリウムイオンチャネルKcsA等の構造変化を明らかにし、その分子機構の一端を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Protein-bound water molecules in primate red-and green-sensitive visual pigments (2012)
  • 著者名/発表者名: Kouta Katayama, Yuji Furutani, Hiroo Imai and Hideki Kandori
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 51(6) ページ: 1126-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sodium or Lithium Ion-Binding-Induced Structural Changes in the K-ring of V-ATPase from Enterococcus hirae Revealed by ATR-FTIR Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani, Takeshi Murata and Hideki Kandori
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133(9) ページ: 2860-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensory rhodopsin-I as a bidirectional switch : opposite conformational changes from the same photoisomerization (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Sasaki, Hazuki Takahashi, Yuji Furutani, Hideki Kandori, and John L. Spudich
  • 雑誌名: Biophys. J 巻: 100(9) ページ: 2178-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] 全反射赤外分光法による膜タンパク質の構造機能相関研究の現状と展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷祐詞
  • 雑誌名: 化学と工業 巻: 64巻 ページ: 694-695
• [雑誌論文] An FTIR Study of Monkey Green-and Red-Sensitive Visual Pigments (2010)
  • 著者名/発表者名: Kouta Katayama, Yuji Furutani, Hiroo Imai and Hideki Kandori
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 49(5) ページ: 891-894
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature FTIR Study of Gloeobacter Rhodopsin : Presence of Strongly Hydrogen-Bonded Water and Long-Range Structural Protein Perturbation upon Retinal Photoisomerization (2010)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Hashimoto, Ah Reum Choi, Yuji Furutani, Kwang-Hwan Jung and Hideki Kandori
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49(15) ページ: 3343-3350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Fluctuations as the Possible Origin of the Thermal Activation of Rod Photoreceptors in the Dark (2010)
  • 著者名/発表者名: Victor Lorenz Fonfria, Yuji Furutani, Toru Ota, Kazutomo Ido and Hideki Kandori
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 132(16) ページ: 5693-703
  • 査読あり
• [雑誌論文] An FTIR Study of the Photoreaction of Bovine Rhodopsin in the Presence of Hydroxylamine (2010)
  • 著者名/発表者名: Kouta Katayama, Yuji Furutani and Hideki Kandori
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: B114(27) ページ: 9039-9046
  • 査読あり
• [学会発表] 全反射赤外分光法によるMg^<2+>輸送体MgtEのイオン選択機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村哲就、道喜慎太郎、石谷隆一郎、濡木理、古谷祐詞
  • 学会等名: 第37回日本生体エネルギー研究会討論会
  • 発表場所: 京都(京都産業大学神山ホール)
  • 年月日: 20111220-22
• [学会発表] 全反射型赤外分光法によるV型ATPaseのNa^+およびLi^+イオンの結合解離に伴う構造変化解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古谷祐詞、村田武士、神取秀樹
  • 学会等名: 第38回生体分子科学討論会
  • 発表場所: つくば(筑波大学)
  • 年月日: 20110623-24
• [学会発表] Ion-binding-induced Structural Changes in Membrane Proteins Studied by ATR-FTIR Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani(Invited)
  • 学会等名: Third Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences :-Experiments and Simulations
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20110226-0301
• [学会発表] Development of stopped-flow attenuated total reflection FTIR spectroscopy for detecting dynamic structural changes in ion transporters (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani and Tetsunari Kimura(Invited)
  • 学会等名: The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan(Symposium)
  • 発表場所: University of Hyogo, Himeji, Japan
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Ion-protein interactions studied by ATR-FTIR spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani(Invited)
  • 学会等名: 14th Asian Chemical Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Stimulus-Induced Difference Infrared Spectroscopy for Membrane Proteins ; Visual and Archaeal-type Rhodopsins, and Flagella Motor Protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani(Invited)
  • 学会等名: Indo-Japan Joint Workshop onNew Frontiers of Molecular Spectroscopy ; from Gas Phase to Proteins
  • 発表場所: HOTEL KITANO PLAZA ROKKOSO, Kobe, Japan
  • 年月日: 20100926-29
• [学会発表] Time-resolved FT-IR measurement of X-D stretching vibrations of Bacteriorhodopsin in micro-to mill-second time range (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani, Victor A. Lorenz-Fonfria and Hideki Kandori
  • 学会等名: The 48th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Sendai(Tohoku University)
  • 年月日: 20100920-22
• [学会発表] 時間分解赤外分光法によるバクテリオロドプシンのX-D伸縮振動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古谷祐詞、Victor A. Lorenz-Fonfria、神取秀樹
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 豊中(大阪大学)
  • 年月日: 20100914-17
• [学会発表] Interaction between Membrane Proteins and Ions Studied by ATR-FTIR Spectroscopy : A Potential Tool for Drug Screening (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuji Furutani(Invited)
  • 学会等名: BIT's 1st Annual International Conference of Medichem-2010
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20100518-20
• [学会発表] Time-resolved infrared study on the light-driven chloride ion pump protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsunari Kimura, Hideki Kandori, Yuji Furutani(Invited)
  • 学会等名: 4th Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences : Experiments and Simulations
  • 発表場所: Cultural Center of Todaiji-Temple, Nara, Japan
  • 年月日: 2010-01-10
• [備考]
  • URL: http://www.ims.ac.jp/know/bio/furutani/furutani.html