活動する細胞の酸化還元状態を可視化する

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23659111
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生理学一般
• 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(研究院), 准教授 (20532980)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: イオンチャネル / レドックス / 電位依存性チャネル

研究概要

酸化反応はバイ菌に対抗するための重要な生体防御反応である一方、毒性も有するため、厳格にコントロールされる必要があります。好中球の貪食作用において、電位依存性H+チャネルは活性酸素の産生を調節する鍵となる分子です。本研究において、我々は、電位依存性H+チャネルの細胞内コイルドコイルドメインの結晶構造を酸化状態、還元状態で解くことに成功しました。生化学実験により、電位依存性H+チャネルは細胞内に酸化還元センサーを持つことを明らかにしました。さらに、我々はコイルドコイルを用いて細胞の酸化還元状態をモニターすることを試みました。

研究成果

• [雑誌論文] X-ray Crystal Structure of Voltage-gated Proton Channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Kawanabe A., Kurokawa T., Okochi Y., Matsuda M., Narita H., Okamura Y., Nakagawa A
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: 21巻 ページ: 352-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long α -helices projecting from the membrane as the dimer interface in the voltage-gated H+ channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Kurokawa T., Okamura Y
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 143巻 ページ: 377-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function of dimeric assembly in voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Nakagawa A., Okamura Y.
  • 雑誌名: Spring-8 Research Frontiers 巻: 2012年度版巻 ページ: 14-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Characteristics of the Redox Sensing Coiled-coil in the Voltage-gated H+ Channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Takeshita K., Nakagawa A., Okamura Y
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288巻 ページ: 17968-17975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gating of the Designed Trimeric/ Tetrameric Voltage-Gated H+ Channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Kurokawa T., Takeshita K., Nakagawa A., Larsson HP., Okamura Y
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 591巻 ページ: 627-40
  • 査読あり
• [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., Takeshita K., Nakagawa A., Okamura Y
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3巻 ページ: 816
  • 査読あり
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネル VSOP/Hv1の動作原理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司, 藤原祐一郎, 川鍋陽, 坂田宗平, 黒川竜紀
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Voltage Sensing Mechanism in the Voltage-Gated H+ Channel (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 岡村康司
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-03-16
• [学会発表] Long alpha-helices projecting from the membrane as the dimer interface in the voltage-gated H+ Channel (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 岡村康司
  • 学会等名: 第58回米国生物物理学会大会
  • 発表場所: San Francisco(米国)
  • 年月日: 2014-02-19
• [学会発表] X-RAY CRYSTAL STRUCTURE OF VOLTAGE GATED PROTON CHANNEL (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹下浩平, 坂田宗平, 山下栄樹, 藤原祐一郎, 川鍋陽, 黒川竜紀, 大河内善史, 松田真, 成田宏隆, 岡村康司, 中川敦史
  • 学会等名: 第58回米国生物物理学会大会
  • 発表場所: San Francisco(米国)
  • 年月日: 2014-02-19
• [学会発表] Structural Characteristics of the Redox Sensing Coiled-coil in the Voltage-gated H+ Channel (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 竹下浩平, 中川敦史, 岡村康司
  • 学会等名: 第2回 HD Physiology 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130628-29
• [学会発表] Continuous α -helices of S4 and coiled-coil form the dimer interface in the voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 岡村康司
  • 学会等名: 第2回 HD Physiology 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130628-29
• [学会発表] Molecular diversities of voltage sensing : from ion permeation to enzyme (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡村康司, 藤原祐一郎, 坂田宗平, 河合喬文, 筒井秀和, 大河内善史
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] Crystal Structure of AnkyrinG : the Ion Channel Anchoring Protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Okamura Y
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] Regulatory roles of the dimeric structure in the voltage-gated H+ channel (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 竹下浩平, 小林恵, 中川敦史, 岡村康司
  • 学会等名: 第90回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 電位依存性H+チャネルの二量体化による活性制御とその構造基盤 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎
  • 学会等名: 第3回 神経科学と構造生物学の融合研究
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] 電位依存性H+チャネルのゲーティングと構造基盤 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 岡村康司
  • 学会等名: 生理研研究会「膜機能分子の機能・構造ゆらぎの時空間スペクトル解析」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルのゲーティングを制御する分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 竹下浩平, 中川敦史, 岡村康司
  • 学会等名: 生理研研究所「温熱生理研究会」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] 生理学者養成と多分野交流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2012-03-31
  • 招待講演
• [学会発表] 3, 4 量体型へ人工的にデザインした電位依存性プロトンチャネル (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 岡村康司
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Gating of Trimerized or Tetramerized Voltage-Gated H+ Channels (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, マルタペレス, 黒川竜紀, ピータラルソン, 岡村康司
  • 学会等名: 第55回生物物理学会大会(米国)
  • 発表場所: サンディエゴ(米国)
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Cytoplasmic Coiled-Coil Mediates the Gating Coupling and the Temperature Sensitivity in theVoltage-gated H+ Channel (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 竹下浩平, 小林恵, 中川敦史, 岡村康司
  • 学会等名: HD Physiology 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-21
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルの2 量体会合はチャネルの温度感受性を制御する (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 黒川竜紀, 竹下浩平, 小林恵, 中川敦史, 岡村康司
  • 学会等名: 第10回蛋白質科学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-06-09
  • 招待講演
• [図書] 「膜電位センサー」, 脳科学辞典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐一郎, 岡村康司
  • 出版者: 理化学研究所(分担執筆電子書籍)
  • URL: http://bsd.neuroinf.jp/wiki/
• [図書] " Temperature sensitive gating of voltage-gated proton channel ", Current Topics in Membranes. vol. 74, "Thermal Sensors"
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Y., Okamura Y(Edited by León D. Islas and Feng Qin)
  • 総ページ数: Chapter 8
  • 出版者: Elsevier Inc(掲載予定)
• [備考]
  • URL: http://physiology.jp/exec/page/page20120517165828/
• [備考]
  • URL: http://physiology.jp/exec/page/stopics84/
• [備考]
  • URL: http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/research_highlights/no_67/
• [備考]
  • URL: http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/ResearchRelease/2012/05/20120509_1