研究課題
（全体構想）心臓の拍動や脳の活動は細胞膜の電気的興奮によるものである。その電気活動を統制するイオン輸送膜蛋白質の細胞膜上の局在と機能を制御する分子基盤を明らかにする。（具体的目標）神経細胞・心筋細胞の電気的興奮性の要である電位依存性イオンチャネルは細胞膜上に裏打ち蛋白であるアンキリンGと結合することで限局・集積して発現する。本研究では、「アンキリンGはどのように膜に接着するのか？」「アンキリンＧによりイオンチャネルはどのように集まり、どのように機能するのか？」を、アンキリン―脂質分子の相互作用、アンキリン-チャネル蛋白質複合体の結晶構造を解析し、細胞機能解析を行うことで明らかにする。これまでの研究から神経細胞・心筋細胞膜においてアンキリンGはイオン輸送体(Nav、Kv、CNG、Na+/K+ポンプ)と結合し特定の部位に限局させ膜興奮制御に有利に働くことが報告されて来たが、本研究開始前にはその構造基盤・結合様式は全く明らかにされていなかった。本年度は、前年度までに成功したアンキリンＧ蛋白がパルミトイル化修飾を受けて細胞膜へ接着する部分の結晶構造、そして、分子動力学的解析により明らかになった細胞膜への接着に重要な働きを持つアミノ酸残基の情報を用いて、細胞を用いた機能解析を行った。マウス胎児の海馬神経細胞の初代培養に、アンキリンＧ野生型、変異体をステーブルに発現させ、アンキリンＧおよび電位依存性Naチャネルの局在を解析した。電位依存性Naチャネルをステーブルに発現させたヒト由来培養細胞に一過性にアンキリンＧ野生型、変異体を発現させ、電位依存性Naチャネルの電流量、機能修飾を解析した。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Annual Reviews of Biochemistry
巻: 84 ページ: in press
in press
Current Topics in Membranes
巻: 74 ページ: 259-292
10.1016/B978-0-12-800181-3.00010-5.
Journal of General Physiology
巻: 143 ページ: 377-386
10.1085/jgp.201311082
Nature Structural & Molecular Biology
巻: 21 ページ: 352-357
10.1038/nsmb.2783
