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2015 年度 実績報告書

TRPチャネルをターゲットとする天然物リガンドのマルチモーダル活性化機構

公募研究

研究領域天然物ケミカルバイオロジー:分子標的と活性制御
研究課題/領域番号 26102748
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

三尾 和弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬分子プロファイリング研究センター, 主任研究員 (40470041)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード膜蛋白質 / 電子顕微鏡 / 構造解析 / 単粒子解析
研究実績の概要

TRPチャネルは細胞内外の環境変化を感知して細胞内シグナルに変換する分子センサーとして働くため、様々な創薬ターゲットとして期待されている。ヒトには27種類ものTRPチャネル種が存在するが、それらが別々に、異なる刺激に対して応答するため、様々な疾患発症治療の鍵因子となっている。電子顕微鏡解析と計算に基づく単粒子解析法を主な解析技術として、TRPチャネルと天然物リガンドの複合体構造解析を推進した。結合動態の詳細な可視化を行い、多彩な天然物リガンドに応答するTRPチャネルのマルチシグナル活性化機構の解明研究を行った。
領域内の上杉らのグループと協力して、ワサビ成分の受容体であるTRPA1受容体について共同研究を遂行し、負染色電子顕微鏡画像から得られたTRPA1の構造に対し、TRPA1に特異的に作用する新規リガンドの結合可視化を行った。電子顕微鏡解析から得られた結合ドメインは、生化学実験の結果ともよく一致しており、両データを合わせることで結果の信憑性を高めることができた。成果をJACS誌に報告した。またNMRを主たる解析手法として用いている高橋らのグループとの領域内共同研究では、界面活性剤に可溶化した1回膜貫通型タンパク質C99と可溶化された脂質2重膜をMSPが取り囲んで安定化させたNLPの電顕解析を行った。結果を日本薬学会で報告した。これらの領域内連携を通じて、新しい研究分野の開拓に努めた。分子ラベリング技術の開発では、電子顕微鏡解析には金粒子ラベル法が一般に用いられるが、特異抗体Fabや小分子化されたアビジン分子を用いて、画像処理上で結合した小分子を提示する方法の検討を行った。
また本技術の普及を目的に広く研究者が目を通す科学雑誌に概説を記し、さらに新たに本分野を目指す研究者を対象に、英文での入門書の執筆を行った。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Potent and Site-Selective Agonist of TRPA1.2015

    • 著者名/発表者名
      1.Takaya J, Mio K, Shiraishi T, Kurokawa T, Otsuka S, Mori Y, Uesugi M
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 137 ページ: 15859-15864

    • DOI

      10.1021/jacs.5b10162.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Observation of tissues in open aqueous solution by atmospheric scanning electron microscopy: applicability to intraoperative cancer diagnosis.2015

    • 著者名/発表者名
      Memtily N, Okada T, Ebihara T, Sato M, Kurabayashi A, Furihata M, Suga M, Nishiyama H, Mio K, Sato C.
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 46 ページ: 1872-1882

    • DOI

      10.3892/ijo.2015.2905

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] NMR を用いた脂質二重膜中におけるヒト膜タンパク質C99 の解析2016

    • 著者名/発表者名
      真嶋 健大, 坂倉 正義, 藤井 萌, 三尾 和弘, 高橋栄夫
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 年月日
      2016-03-28
  • [学会発表] 動的構造理解に向けた電子顕微鏡タンパク質構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘
    • 学会等名
      第14回 学融合ビジュアライゼーションシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学柏の葉フューチャーセンター、柏の葉
    • 年月日
      2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Discovery of a potent and selective agonist of TRPA1 and direct observation of its binding to TRPA1 by electron microscopy.2015

    • 著者名/発表者名
      高屋 潤一郎, 三尾 和弘, 森 泰生, 上杉 志成
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Depiction of 3D structure of membrane proteins and assignment of functional subunits using a transmission electron microscopy.2015

    • 著者名/発表者名
      三尾 宗代, 角田 舞, 三尾 和弘
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 電顕単粒子解析法と大気圧走査電顕ASEMによるタンパク質・細胞・組織の親水環境での構造決定2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 主税, 三尾 和弘, 海老原 達彦, 佐藤 真理, 川田 正晃
    • 学会等名
      日本動物学会第86回新潟大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター、新潟
    • 年月日
      2015-09-19
  • [学会発表] Structural analysis of hepatitis B surface antigen particles with cryo-electron microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      角田 舞, 三尾 宗代, 光岡 薫, 前田 康子, 星 友二, 三尾 和弘
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス、金沢
    • 年月日
      2015-09-13
  • [学会発表] Observation of dynamics of nuclear lamin using electron microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      三尾 宗代, 角田 舞, 山下 隼人, 杉木 俊彦, 三尾 和弘
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス、金沢
    • 年月日
      2015-09-13
  • [学会発表] Quick Observation of Tissues in Solution by Atmospheric Scanning Electron Microscopy (ASEM)2015

    • 著者名/発表者名
      MEMTILY Nassirhadjy, 佐藤 真理, 岡田 知子, 海老原 達彦, 三尾 和弘, 須賀三雄, 西山英利, 佐藤 主税
    • 学会等名
      M&M 2015
    • 発表場所
      Portland、USA
    • 年月日
      2015-08-03
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子顕微鏡を用いた膜タンパク質の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      三尾 和弘
    • 学会等名
      新学術領域研究:天然物ケミカルバイオロジー 第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス、仙台
    • 年月日
      2015-06-09
    • 招待講演
  • [図書] Structural Biology and Electron Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Mio, Masahiko Sato, Chikara Sato
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2017-01-06  

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