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2018 年度 実績報告書

リポクオリティと膜蛋白質の相互作用のNMR解析法の開発

公募研究

研究領域脂質クオリティが解き明かす生命現象
研究課題/領域番号 18H04679
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

大澤 匡範  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60361606)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード多価不飽和脂肪酸 / アラキドン酸 / 電位依存性プロトンチャネル / NMR / ITC
研究実績の概要

膜タンパク質の構造・機能は、しばしば脂質二重層内の微量脂質により調節される。近年、その微量脂質による機能調節には、極性の高い官能基を有するヘッドグループだけでなく、疎水性の高いアシル基の鎖長や不飽和度も含めた脂質分子全体の化学的性質・化学構造(リポクオリティ)によって担われることが分かってきた。しかし、アシル基部分と膜タンパク質との相互作用様式や機能調節メカニズムについては依然として不明な点が多く、構造生物学的手法による原子レベルでの解明が待たれている。そこで本研究では、電位依存性H+チャネルVSOP/Hv1 と調節因子であるアラキドン酸類との相互作用系、および、細胞の形態変化に重要な役割を果たすタンパク質Xと不飽和脂肪酸(PUFA)含有PIP2 の相互作用系を解析対象とし、脂質二重膜中での解析を可能とする独自の試料調製法であるナノディスクを活用したNMR による膜タンパク質とリポクオリティとの相互作用解析法を確立することを目的とする。
本年度は、VSOP/Hv1の性状解析、試料調製法、等温滴定型カロリメトリーの測定法の最適化検討を進めた。またタンパク質Xについては、主鎖アミド基のNMRシグナルの帰属を進めるとともに、メチル基のNMRシグナルの帰属を各種変異体のNMRスペクトルとの比較により行った。PUFA含有ナノディスクの調製法を確立し、タンパク質XとPUFA含有ナノディスクとの相互作用解析を行った。化学シフト変化およびシグナルの強度減少率の解析から、タンパク質X上のPUFA相互作用部位の同定に成功した。

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

今年度に着手したタンパク質XのNMR解析に計画以上の大きな進捗が見られた。Hv1の政情については、詳細に最適化検討を進めている。

今後の研究の推進方策

タンパク質XとPUFA含有ナノディスクについては、常磁性緩和促進効果を利用したNMR手法により、さらに相互作用部位、結合様式を明らかにするとともに、その結合親和性の原因について、様々な観点から解析を進めていく。
Hv1とアラキドン酸との相互作用解析については、概ね試料最適化検討が終了したので、等温滴定型カロリメトリーによる相互作用解析を進めるとともに、Hv1-AAの直接の相互作用様式をNMRにより解明する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Nanodiscs for Structural Biology in a Membranous Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Yokogawa Mariko、Fukuda Masahiro、Osawa Masanori
    • 雑誌名

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 67 ページ: 321~326

    • DOI

      10.1248/cpb.c18-00941

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional roles of Mg2+ binding sites in ion-dependent gating of a Mg2+ channel, MgtE, revealed by solution NMR2018

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Tatsuro、Imai Shunsuke、Kusakizako Tsukasa、Hattori Motoyuki、Ishitani Ryuichiro、Nureki Osamu、Ito Koichi、Maturana Andres D、Shimada Ichio、Osawa Masanori
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7 ページ: e31596

    • DOI

      10.7554/eLife.31596

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Gating modifier toxin, APETx1による電位依存性カリウムイオンチャネルhERG1の阻害機構の構造生物学的解明2018

    • 著者名/発表者名
      松村 一輝、福田昌弘、簗瀬 尚美、秋元 まどか、 岩崎 菜々美、坂本 多穗、黒川 洵子、横川 真梨子、大澤 匡範
    • 学会等名
      第41回分子生物学会年会
  • [学会発表] Development of an informatics system for diversity of compound library2018

    • 著者名/発表者名
      Yugo Shimizu, Masanori Osawa, Kazuyoshi Ikeda
    • 学会等名
      CBI学会2018年大会
  • [学会発表] Functional roles of Mg2+ binding sites in ion-dependent gating of a Mg2+ channel, MgtE, revealed by solution NMR.2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 達朗 , 今井 駿輔 , 草木迫 司 , 服部 素之 , 石谷 隆一郎 , 濡木 理 , 伊藤 耕一 , Maturana Andres D. , 嶋田 一夫 , 大澤 匡範
    • 学会等名
      第57回NMR討論会
  • [学会発表] Functional roles of Mg2+ binding sites in ion-dependent gating of a Mg2+ channel, MgtE, revealed by solution NMR.2018

    • 著者名/発表者名
      大澤 匡範
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 14-3-3ζと抗癌活性化合物の相互作用の構造生物学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      中村吏佐、河津光作、齋藤潤、佐谷秀行、大澤匡範
    • 学会等名
      第62回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] Hanatoxin1による電位依存性プロトンチャネルHv1阻害機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      中久木友哉、横川真梨子、泉谷俊稀、大澤匡範
    • 学会等名
      第62回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] 電位依存性カリウムイオンチャネルの膜電位依存的構造変化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      藤田浩平、横川真梨子、上和田遥平、日向寺孝禎、野崎智裕、嶋田一夫、大澤匡範
    • 学会等名
      第62回日本薬学会関東支部大会
  • [学会発表] Hanatoxin1による電位依存性プロトンチャネルHv1阻害機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      中久木友哉,横川真梨子,泉谷俊稀,大澤匡範
    • 学会等名
      第2回慶應ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] 電位依存性カリウムイオンチャネルの膜電位依存的構造変化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      藤田浩平,横川真梨子,上和田遥平,日向寺孝禎,野崎智裕,嶋田一夫,大澤匡範
    • 学会等名
      第2回慶應ライフサイエンスシンポジウム
  • [学会発表] 溶液NMR 法によるMg2+ チャネルMgtE の開閉機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      大澤 匡範
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
  • [学会発表] Characterization of the multimeric structure of poly(A)-binding protein on a poly(A) tail.2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Sawazaki, Shunsuke Imai, Mariko Yokogawa, Nao Hosoda, Shin-ichi Hoshino, Muneyo Mio, Kazuhiro Mio, Ichio Shimada, Masanori Osawa.
    • 学会等名
      第18回 日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] Structural dynamics of potassium ion channels revealed by side-chain methyl13C-1H multiple quantum relaxation analyses.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Toyama, Hanaho Kano, Yoko Mase, Mariko Yokogawa, Masanori Osawa and Ichio Shimada.
    • 学会等名
      59th Experimental Nuclear Magnetic Resonance Conference
    • 国際学会
  • [図書] 脂質クオリティ2018

    • 著者名/発表者名
      大澤匡範、岡村康司、有田 誠、他
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      978-4-7581-0371-8

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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