| 研究課題/領域番号 |
24370053
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
舘林 和夫 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 高浸透 / 膜蛋白質 / 酵母 / 多量体 / クロスリンク |
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| 研究概要 |
本研究は、細胞が物理化学的刺激である高浸透圧をいかに感知するか、その分子メカニズムを解明するため、酵母の複数の細胞膜タンパク質がいかに高浸透圧感知に関与するのかを調べるものである。本年度は、高浸透圧感知に中心的な役割をもつと考えられる四回膜貫通蛋白質Sho1が多量体構造をとることを示し、その多量体構造をクロスリンク法などの生化学的手段を用いて詳細に解析した。当初の計画通り、Sho1の4つの膜貫通(TM)領域に網羅的にCys置換変異を導入し、クロスリンク距離が異なる3種のクロスリンカーを用い、同一残基間でクロスリンク可能な距離の近いCys置換部位を全てのTM領域で同定するとともに、Cys変異を1分子中2つもつ二重変異を用いたクロスリンク実験などの結果から、Sho1はTM2/3をインターフェイスとした三量体形成面と、TM1/4を別のインターフェイスとした二量体形成面をもつ、極めてユニークな多量体構造をとることを明らかにした。さらにTM2/3インターフェイスでの三量体形成が低下するTM3内の変異を解析したところ、Sho1の三量体形成が高浸透圧センサーHkr1/Msb2の活性型変異による経路活性化に必要なことがわかった。また、網羅的に導入したCys残基間でS-S結合を形成する部位が複数見つかり、4本のTM同士の相互作用の様式、位置関係に関する情報を得ることができ、加えてTM3と4をつなぐ細胞外ループ領域が三量体形成に伴って機能ドメインを形成する可能性も見いだすなど、研究当初想定していなかった興味深い成果も得られ、本研究の新たな展開に繋がった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
計画の大きな柱であったSho1の詳細な多量体の構造解析がほぼ完了するなど、研究は1頂調に進んでいる。
さらにS-S結合を形成するCys変異部位の特定により、Sho1構造に関する予想以上の知見が得られたため、これをもとにSho1多量体構造の高浸透圧刺激に応じた変化をS-S結合を指標に調べる検出系の確立、細胞外のループ領域が他の膜蛋白質との結合に関わることを調べる解析系の検討など、当初計画にないアプローチについての予備調査もできており、研究は当初の計画以上に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、高浸透圧依存的なSho1多量体構造の変化や他の膜蛋白質との結合誘導を検出するため、当初計画していたクロスリンク法を用いたアプローチなどで研究を進めるとともに、新たにS-S結合を指標にした検出系やSho1ループ領域の他膜蛋白質との相互作用の検討も計画に追加、推進する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
上述のように、平成24年度の研究でSho1の構造に関して興味深い知見を得、当初計画にないアプローチや可能性も検討したため、一部計画に変更が生じた。検討した計画の有効性は予備研究で確かめられたので、24年度基金分の一部を25年度に持ち越し、追加計画部分の遂行に当てることにした。それ以外は当初予定通りに進める。
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