ジアミド型化合物における生物種特異的リアノジン受容体活性化機構の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24890091
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 黒川 竜紀 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40527701)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: リアノジン受容体 / 昆虫 / 農薬

研究概要

ジアミド型化合物フルベンジアミドは、リアノジン受容体（RyR）を標的とし、チョウ目昆虫のみに選択的に高い殺虫活性を示す農薬である。しかし、チョウ目RyRに対するフルベンジアミドの高い選択性における分子・構造生物学的基盤は未解明である。本研究では、フルベンジアミドにおけるチョウ目 (カイコ) 昆虫RyR選択的結合機構の解明を目的とし、以下の項目について明らかにした。本研究の成果は、昆虫種特異的な新しい農薬の開発につながるだけでなく、RyRの動作機構の解明や新しい医薬の開発にも期待できる。
本年度は以下の項目の実験を実行した。(1)ケミカルバイオロジー的手法を用いた結合部位の特定。新規アフィニティーラベル化剤を合成し、HEK細胞に発現させたカイコRyRをラベル化した。その後、トリプシンで消化後LC-MS/MSにより結合部位を同定した。すると、ラベル化剤がDR1領域付近に結合していることが確認出来た。(2)カイコRyRとフルベンジアミド非感受性RyRとのキメラによる結合部位の確認。カイコRyRのDR1領域を、フルベンジアミド非感受性RyRであるウサギRyRのDR1領域に置き換えたキメラ体を作製し、カルシウムイメージング法によりフルベンジアミドの反応性を調べた。すると、キメラ体では、明らかにフルベンジアミドの反応性が低下していた。以上の結果より、DR1領域がフルベンジアミドの結合部位である可能性が高いことが示された。(3)フルベンジアミド結合部位周辺タンパク質の結晶化。カイコRyRのDR1領域の結晶化を試みた。大腸菌によるDR1領域の精製には成功したが、結晶化に必要な均一な精製サンプルを得ることは出来なかった。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Potential Role of Voltage-Sensing Phosphatases in Regulation of Cell Structure Through the Production of PI(3,4)P2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi S, Kurokawa T, Taira I, Aoki N, Sakata S, Okamura Y, Homma KJ.
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 229 ページ: 422-433
  • DOI: 10.1002/jcp.24463.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of sites facing aqueous environment of voltage-gated proton channel at resting state: A study with PEGylation protection. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa T, Okamura Y.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1838 ページ: 382-387
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2013.10.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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: Fujiwara Y, Kurokawa T, Okamura Y.
  • 雑誌名: Journal of General Physiology 巻: 143 ページ: 377-386
  • DOI: 10.1085/jgp.201311082.
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray crystal structure of voltage-gated proton channel. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K, Sakata S, Yamashita E, 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 ページ: 352-357
  • DOI: 10.1038/nsmb.2783.
  • 査読あり
• [学会発表] 電位依存性プロトンチャネルにおける閉状態のトポロジー解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川竜紀、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: 20140316-20140318
• [学会発表] 超好熱性アーキアにおけるタングステンの取り込み機構および生理的役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本勇人、黒川竜紀、清中茂樹、金井保、跡見晴幸、森泰生
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 新規ラベル化剤を用いたFlubendiamide分子基盤の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村祐、犬飼佳代、坂田和之、森恵美子、黒川竜紀、清中茂樹、森泰生
  • 学会等名: 日本農薬学会第39回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 超好熱性アーキアにおけるタングステン獲得機構及び生理的機能の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本勇人、黒川竜紀、清中茂樹、金井保、跡見晴幸、森泰生
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130900
• [備考] 京都大学大学院工学研究科合成・生物化学専攻分子生物化学分野
  • URL: http://www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/mori-lab/index.html