電位依存性ホスファターゼに基づく膜タンパク質電位作動性のスクリーニング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23650210
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡村 康司 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (80201987)
• 研究分担者: 大河内 善史 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90435818)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 生理学 / 生体分子 / 蛋白質 / 電位センサー / イオンチャネル

研究概要

電位感受性ホスファターゼVSPの細胞内の局所の構造変化によって酵素活性が制御されるという特性を生かし多様な膜タンパクの膜電位感受性を検出する分子ツールを開発することを目指した。膜タンパクの電位依存性スクリーニングに適するホスファターゼ構造を明らかにした。アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて各キメラ分子の解析を電気生理学的に行い、C2ドメインに電位依存的活性をチューニングする部位が存在することを見出した。この部分の改変により酵素活性を正常の酵素より増加させることに成功した。酵素領域を他のVSPの電位センサー領域に融合させた蛋白を作成し電位センサー特性で規定される膜電位依存的酵素活性を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Autoimmune disorder phenotypes in HVCN1 gene deficient mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki M, Tojo A, Okochi Y, Miyawaki N, Kamimura D, Yamaguchi A, Murakami M, Okamura Y
  • 雑誌名: Biochem. J 巻: 450(2) ページ: 295-301
• [雑誌論文] Gating of the Designed Trimeric/Tetrameric Voltage-Gated H^<+> Channel (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Nakagawa A, Larsson HP, Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol 巻: 591 ページ: 627-40
• [雑誌論文] 3' phosphatase activity toward PI(3,4)P2 by voltage-sensing phosphatase, VSP (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Takasuga S, Sakata S, Yamaguchi S, Horie S, Homma KJ, Sasaki T & Okamura Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 巻: 109(25) ページ: 10089-94
• [雑誌論文] The cytoplasmic coiled-coil mediates cooperative gating temperature sensitivity in the voltage-gated H+ channel Hv1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Kobayashi M, Okochi Y, Nakagawa A & Okamura Y
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 816
  • DOI: doi:10.1038/ncomms1823
• [雑誌論文] KCNQ1 subdomains involved in KCNE modulation revealed by an invertebrate KCNQ1 orthologue (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Nishino A, Okamura Y, Kubo Y
  • 雑誌名: J. Gen. Physiol 巻: 138(5) ページ: 521-35
• [雑誌論文] Crystal structure of the cytoplasmic PTEN-like region of Ci-VSP provides insight into substrate specificity and redox regulation of the phosphoinositide phosphatase activity (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuda M, Takeshita K, Kurokawa T, Sakata S, Suzuki M, Yamashita E, Okamura Y, Nakagawa A
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286(26) ページ: 23368-77
• [雑誌論文] Coupling of the phosphatase activity of Ci-VSP to its voltage sensor activity over the entire range of voltage sensitivity (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakata S, Hossain MI, Okamura Y
  • 雑誌名: J. Physiol 巻: 589(11) ページ: 2687-705
• [学会発表] Regulatory roles of the dimeric structure in the voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y, Kurokawa T, Takeshita K, Kobayashi M, Nakagawa A, Okamura Y
  • 学会等名: 日本生理学会第90回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] How excited to talk with PI?: Lesson from voltage-sensing phosphatase (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 学会等名: 日本生理学会第90回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Substrate specificity of the voltage-sensing phosphatase (VSP) changes with membrane potential (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Takasuga S, Sakata S, Yamaguchi S, Shigeo H, Homma K, Sasaki T, Okamura Y
  • 学会等名: 日本生理学会第90回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Physiological genomics of amphibian VSP: a potential molecular mechanism of electrical block of fertilization in vertebrates (2013)
  • 著者名/発表者名: Mutua J, Jinno Y, Ueno S, Sakata S, Okochi Y, Tsutsui H, Iwao Y, Jaffe L, Okamura Y
  • 学会等名: 日本生理学会第90回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130327-29
• [学会発表] Graded tuning of phosphatase activity of VSP coupled with the intermediate state of the voltage sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakata S, Okamura Y
  • 学会等名: Biophys. J
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Calcium transients in muscle fibers expressing voltage-sensitive phosphoinositide phosphatases (2013)
  • 著者名/発表者名: Loustau T, Legrand C, Berthier C, Okamura Y, Jacquemond V
  • 学会等名: Biophys. J
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Phosphatase activity toward phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate [PI(3,4)P2] by voltage-sensing phosphatase (VSP) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Takasuga S, Sakata S, Yamaguchi S, Horie S, Homma KJ, Sasaki T, Okamura Y
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121214-16
• [学会発表] Gordon Research Conference "Protons and Membrane Reactions" (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 学会等名: Invited talk
  • 発表場所: Ventura, USA
  • 年月日: 20120200
• [学会発表] Secret lives of voltage-sensing phosphatases (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 学会等名: Gordon Re-search Con-ference "Bio-electro-chemistry"
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2012-07-03
• [図書] Voltage-gated proton channels (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura Y
  • 総ページ数: 199-222
  • 出版者: Oxford: Academic Press
• [備考]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/phys2/okamura/