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2009 年度 実績報告書

シロイヌナズナの新規カルシウム透過性機械刺激センサーの動作機構

公募研究

研究領域セルセンサーの分子連関とモーダルシフト
研究課題/領域番号 21026009
研究機関東京学芸大学

研究代表者

飯田 秀利  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70124435)

キーワード機械刺激センサー / 機械受容チャネル / カルシウムチャネル / カルシウムシグナル / シグナル伝達 / 立体構造 / シロイネナズナ / 酵母
研究概要

シロイヌナズナのMCA1およびMCA2は既知のイオンチャネルと相同性がないが、酵母のCa^<2+>チャネル欠損株にMCA1またはMCA2を単独で発現させて調べると、高い^<45>Ca^<2+>流入活性を示すので、両タンパク質は単独で新規のCa^<2+>チャネルとして機能する可能性が高い。そこで、これまでの研究成果を基盤として、平成21年度は以下の2つの実験を行った。
1. 構造の解明
(1) チャネルとしての多量体構造の解明:これまでの研究から最小でもホモ四量体を作っている可能性が示唆されていたので、今回架橋剤を使って更に大きい多量体を形成するのか検討した。その結果、最大で四量体を形成していることが明らかになった。
(2) 電子顕微鏡による立体構造の解明:前年度までにMCA2タンパク質の単粒子解析から、その立体構造が明らかになっていたが、その構造体の中でどこがC末端か不明であった。そこで今年度はMCA2のC末端にGFPを融合して、その単粒子解析を行った。そして、GFPを融合していないMCA2の像と比較することにより、C末端を推測した。その結果、MCA2の立体構造の中でC末端は細胞質側に存在することが示唆された。なお、この研究は岡崎統合バイオサイエンスセンターの永山國昭教授および重松秀樹博士との共同研究であった。
2. EF hand-likeモデュールの機能解析:MCA1とMCA2のEF hand-likeモジュールのCa^<2+>結合部位と予想されるAspとGlu残基をAlaに置換して、その活性を調べた。その結果、この置換変異体のMCA1とMCA2はどちらも活性を失った。このことから、EF hand-likeモジュールは活性に必要な部位であると考えられる。
本研究は、我々が発見したMCA1とMCAの構造と機能を解明しようとするものであり、これまで得られた成果は極めて独創性が高い。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] MCA1 and MCA2 that mediate Ca^<2+> uptake have distinct and overlapping roles in Arabidopsis2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Nakagawa Y, Mori K, Nakano M, Imamura T, Kataoka H, Terashima A, Iida K, Kojima I, Katagiri T, Shinozaki K, Iida H
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 152

      ページ: 1284-1296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topology analysis of integral membrane proteins by using TEV protease[Article in Chinese]2009

    • 著者名/発表者名
      雷凱健、飯田秀利
    • 雑誌名

      Chinese J.Biochem.Mol.Biol. 25

      ページ: 1053-1057

    • 査読あり
  • [学会発表] 出芽酵母を用いたシロイヌナズナのCa^<2+>透過性機械受容チャネル候補の構造と機能の解析2010

    • 著者名/発表者名
      中野正貴、飯田和子、丹生谷博、飯田秀利
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20100318-20100321
  • [学会発表] Ca^<2+>透過性機械受容チャネル候補MCA1およびMCA2欠損株の塩ストレス感受性2009

    • 著者名/発表者名
      今村朋美、飯田秀利
    • 学会等名
      日本植物学会第73回大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      20090917-20090920
  • [学会発表] Structural analysis of Arabidopsis Mca2 using Zernike phase-contrast images2009

    • 著者名/発表者名
      重松秀樹、飯田和子、中野正貴、飯田秀利、永山國昭
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第65回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 年月日
      20090526-20090529
  • [学会発表] 出芽酵母のCa^<2+>透過性機械受容チャネル候補Mid1とZds1/Zds2の物理的・津伝的相互作用の解析2009

    • 著者名/発表者名
      平出恵利華、後藤純、三上薫、岩崎滋美、宇井千明、飯田秀利
    • 学会等名
      第32回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2009-12-12
  • [学会発表] Structure-function analysis of Arabidopsis Ca^<2+->permeable mechanosensitive channel candidates using a yeast Ca^<2+> channel mutant2009

    • 著者名/発表者名
      中野正貴、飯田和子、丹生谷博、飯田秀利
    • 学会等名
      第32回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2009-12-12
  • [学会発表] シロイヌナズナのCa^<2+>透過性機械受容チャネル候補の構造と機能2009

    • 著者名/発表者名
      飯田秀利
    • 学会等名
      第8回統合バイオサイエンスシンポジウム
    • 発表場所
      ヤマハリゾートつま恋(掛川市)
    • 年月日
      2009-11-18
  • [学会発表] Role of glycine residues highly conserved in the domain I/II S2-S3 linkers of voltage-gated calcium channel α1 subunits2009

    • 著者名/発表者名
      Jinfeng Teng, Hiroko Izumi-Nakaseko, Kazuko Iida, Itaru Kojima, Satomi Adachi-Akahane, Hidetoshi Iida
    • 学会等名
      第36回国際生理学会世界大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2009-07-29

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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