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2009 年度 実績報告書

古細菌型ロドプシンの新奇情報伝達機構の解明と光応答性カリウムチャネルの開発

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 21026016
研究機関分子科学研究所

研究代表者

古谷 祐詞  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (80432285)

キーワードシグナル伝達 / 赤外分光法 / 生体分子 / 蛋白質 / 生物物理
研究概要

Anabaena Sensory Rhodopsin (ASR)は、光反応過程、光誘起構造変化、情報伝達タンパク質(ASRT)との相互作用が、これまで研究されてきた古細菌型ロドプシンとまったく異なる新奇な光センサー蛋白質である。本研究では、研究代表者が最適化してきた液中で計測可能な全反射赤外分光計測を駆使することにより、生理的条件に近い温度、pH、塩濃度環境下での計測を実現し、ASRと情報伝達タンパク質(ASRT)の光情報伝達過程に伴うタンパク質の構造変化や水素結合変化を明らかにすることを目的としている。さらに、内向きプロトンポンプ活性を示すD217E変異体の特性を生かし、そのC末端にK^+チャネルであるKcsAを遺伝子工学的手法により連結させ、光応答性K^+チャネルを創成することを目指す。
平成21年度は以下のような研究成果を得た。1.内向きプロトンポンプ活性を示すD217E変異体について、プロトン輸送活性および光誘起赤外差スペクトルの計測を行い、学術論文にまとめた(A.Kawanabe et al., J.Am.Chem.Soc.131,16439-16444)。2.べん毛モーター蛋白質を構成するPomA/PomB蛋白質に対して、全反射赤外分光計測を行い、Na^+イオンの透過経路の1つとしてAsp24を同定した(Y.Sudo et al., Biochemistry 48,10136-10145)。3.KcsAに対しても各種アルカリ金属イオンとの相互作用を全反射赤外分光計測での解析を開始し、イオン種によって異なる差スペクトルを得ることに成功し、第47回生物物理学会年回で発表した(Y.Asai et al., The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (30件)

  • [雑誌論文] An FTIR Study of Monkey Green- and Red-Sensitive Visual Pigments2010

    • 著者名/発表者名
      Kouta Katayama et al.
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed. 49

      ページ: 891-894

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulation of the Protein-complex Function by Using an Engineered Heterotrimeric Coiled-coil Switch2009

    • 著者名/発表者名
      Toshihisa Mizuno et al.
    • 雑誌名

      Org.Biomol.Chem. 7

      ページ: 3102-3111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Chloride Ion Binding on the Photochemical Properties of Salinibacter Sensory Rhodopsin I2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki et al.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 392

      ページ: 48-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering an inward proton transport from a bacterial sensor rhodopsin2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawanabe et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 131

      ページ: 16439-16444

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of signaling complex composed of sensory rhodopsin I and its cognate transducer protein from the eubacterium Salinibacter rubber2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sudo et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 48

      ページ: 10136-10145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between Na+ ion and carboxylates of the PomA-PomB statorunit studied by ATR-FTIR spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sudo et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 48

      ページ: 11699-11705

    • 査読あり
  • [学会発表] 霊長類色覚視物質の赤外分光解析2010

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      平成21年度生物物理学会中部支部講演会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100329-20100330
  • [学会発表] X-H, X-D伸縮振動領域の赤外分光法から何が分かるか?2010

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      分子研研究会「拡がるロドプシンの仲間から"何が分かるか""何をもたらすか"」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100323-20100324
  • [学会発表] センサーロドプシンを用いたプロトンポンプ研究2010

    • 著者名/発表者名
      川鍋陽
    • 学会等名
      分子研研究会「拡がるロドプシンの仲間から"何が分かるか""何をもたらすか"」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100323-20100324
  • [学会発表] 霊長類色覚視物質の赤外分光解析2010

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      分子研研究会「拡がるロドプシンの仲間から"何が分かるか""何をもたらすか"」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100323-20100324
  • [学会発表] 高速原子間力顕微鏡によるロドプシンの動態観察―ロドプシンの直接観察から何が分かるか、何をもたらすか―2010

    • 著者名/発表者名
      山下隼人
    • 学会等名
      分子研研究会「拡がるロドプシンの仲間から"何が分かるか""何をもたらすか"」
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100323-20100324
  • [学会発表] 霊長類色覚視物質の赤外分光解析2010

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      新学術領域「π空間」第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100315-20100316
  • [学会発表] KcsAチャネルの全反射赤外分光解析2010

    • 著者名/発表者名
      浅井佑介
    • 学会等名
      新学術領域「π空間」第3回公開シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター、岡崎
    • 年月日
      20100315-20100316
  • [学会発表] 古細菌型ロドプシンの新奇情報伝達機構の解明と光応答性カリラムチャネルの開発2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      特定領域研究「細胞感覚」平成21年度冬の班会議
    • 発表場所
      箕面観光ホテル、箕面
    • 年月日
      20091223-20091224
  • [学会発表] Stimulus-Induced Difference FTIR Spectroscopy for Archaeal-Type Rhodopsins2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      2nd Japan-Korea Seminar on Biomolecular Sciences-Experiments and Simulations
    • 発表場所
      Symposion Hall, Nagoya University, Nagoya
    • 年月日
      20091222-20091223
  • [学会発表] Study on chimeric archeal-rhodopsin containing cytoplasmic loop of bovine rhodopsin2009

    • 著者名/発表者名
      Aya Nakatsuma
    • 学会等名
      1^<st> International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      Hotel Hankyu Expo Park, Suita
    • 年月日
      20091218-20091219
  • [学会発表] Interaction between membrane protein and ions characterized by ATR-FTIR spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Sodium ion binding sites of V-ATPase studied by ATR-FTIR spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] An FTIR Study of Monkey Green- and Red-Sensitive Visual Pigments2009

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] ATR-FTIR study of KcsA channel2009

    • 著者名/発表者名
      浅井佑介
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Study on chimeric archeal-rhodopsin containing cytoplasmic loop of bovine rhodopsin2009

    • 著者名/発表者名
      Aya Nakatsuma
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] Encapsulation of ion-pumping rhodopsins into multi-wall carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      川島崇睦
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 発表場所
      ASTY Tokushima, Tokushima
    • 年月日
      20091030-20091101
  • [学会発表] An FTIR Study of Monkey Green- and Red-Sensitive Visual Pigments2009

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      Horiba-ISSP International Symposium(ISSP-11)on "Hydrogen and Water in Condensed Matter Physics"
    • 発表場所
      Seimeinomori Resort, Chiba
    • 年月日
      20091012-20091016
  • [学会発表] 全反射赤外分光法によるKcsAチャネルのイオン選択およびpH センシング機構の解析2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 霊長類色覚視物質の赤外分光解析2009

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] 古細菌型ロドプシンのカーボンナノチューブへの内包2009

    • 著者名/発表者名
      川島崇睦
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      20090921-20090924
  • [学会発表] Structural Analysis of Sodium Ion Binding Sites of V-ATPase from Enterococcus hirae by use of ATR-FTIR Spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      Internal Symposium : Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes
    • 発表場所
      Shirankaikan in Kyoto University, Kyoto
    • 年月日
      20090908-20090910
  • [学会発表] KcsAチャネルに対する赤外分光の狙いは達成されたのか?2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      特定領域研究「高次系分子科学」第7回ミニ公開シンポジウム
    • 発表場所
      越前町生涯学習センター越前分館、越前
    • 年月日
      20090831-20090901
  • [学会発表] ロドプシンのカーボンナノチューブへの内包2009

    • 著者名/発表者名
      川島崇睦
    • 学会等名
      新学術領域研究「高次π空間」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都テルサ、京都
    • 年月日
      20090827-20090828
  • [学会発表] 赤外分光法による膜タンパク質の機能発現に伴う構造変化解析2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      第49回分子科学若手の会夏の学校
    • 発表場所
      もみのき森林公園、広島県廿日市市
    • 年月日
      20090817-20090821
  • [学会発表] 霊長類色覚視物質の赤外分光解析2009

    • 著者名/発表者名
      片山耕大
    • 学会等名
      生物物理若手の会第49回夏の学校
    • 発表場所
      支笏湖ユースホステル、支笏湖
    • 年月日
      20090731-20090803
  • [学会発表] ロドプシンのカーボンナノチューブへの内包2009

    • 著者名/発表者名
      川島崇睦
    • 学会等名
      生物物理若手の会第49回夏の学校
    • 発表場所
      支笏湖ユースホステル、支笏湖
    • 年月日
      20090731-20090803
  • [学会発表] 古細菌型ロドプシンの新奇情報伝達機構の解明と光応答性カリウムチャネルの開発2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      特定領域研究「細胞感覚」平成21年度夏の班会議
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター、沖縄
    • 年月日
      20090629-20090630
  • [学会発表] 古細菌型ロドプシンで実現した内向きのプロトンポンプ2009

    • 著者名/発表者名
      川鍋陽
    • 学会等名
      第36回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館、札幌
    • 年月日
      20090619-20090620
  • [学会発表] ATR-FTIR Spectroscopy for Investigating Interaction Changes upon Binding of Ions to Transmembrane Proteins2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      First World Congress of International Academy of Nanomedicine(IANM)
    • 発表場所
      Sanya, China
    • 年月日
      20090611-20090614
  • [学会発表] Analysis of Hydrogen-Bonding Dynamics of a Water Cluster Formed in an Isolated Nanospace2009

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      The 3rd Symposium on "Molecular Science for Supra Functional Systems"
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology, O-okayama
    • 年月日
      20090603-20090605

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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