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ロドプシンの膜トポロジーを反転させる

ロドプシンの膜トポロジーを反転させる
反转视紫红质的膜拓扑
批准号：
20K21251
负责人：
神取 秀樹
金额：
$4.16万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2020-07-30 至 2022-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21251/
关键词：
ヘリオロドプシン膜反転静電相互作用レチナールアミノ酸変異

项目摘要

项目成果

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様々な生命現象を支えるため膜タンパク質の膜への配向は厳密に制御されている。光応答性７回膜貫通型タンパク質であるロドプシンも必ずC末端を細胞質側に向けていることが知られていたが、我々は2018年、膜トポロジーが反転したヘリオロドプシンを発見した。ヘリオロドプシンは構造的にも正電荷を内側に持っているが、膜反転の理由はそれだけによるものか、シグナル配列や第一ヘリックスを含むN末端の性質によるものか不明である。そこで本研究においては、アミノ酸変異を駆使して、ロドプシンが膜トポロジーを決める要因を明らかにするとともに、ロドプシンの膜トポロジーを自在に制御することを目指した。研究を進める中、同様の研究内容を含む特別推進研究「光遺伝学を支えるロドプシンの作動メカニズムの解明」を2021年度途中から開始したため、萌芽レベルでの研究だけに留まらず、さらに発展した成果が期待される。2021年度、これまでに以下の成果が得られた。ヘリオロドプシンの精製タンパク質に対して、低温赤外分光や時間分解ラマン分光を行い、光活性化の構造ダイナミクスを明らかにした。また我々は、系統樹においてヘリオロドプシンとC末端を細胞質側に向けた微生物ロドプシンの中間的な位置に存在するシゾロドプシンを見出し、これが内向きプロトンポンプの機能を持つことを明らかにしている。C末端を細胞質側に向けたシゾロドプシンについて、東大との共同研究により立体構造を明らかにした。これら以外にも、C末端を細胞質側に向けた微生物ロドプシン、具体的には新しいチャネルロドプシン、光駆動ナトリウムポンプ、TATロドプシンなどのメカニズム解析を論文発表することができた。これらは膜配向の制御とも大きく関わる成果である。
期刊论文(65)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
低温赤外分光法によるウイルスロドプシンの構造解析
低温红外光谱法分析病毒视紫质的结构
DOI： --
发表时间： 2021
期刊：
影响因子： --
作者： [青山真子, 杉本哲平, 片山耕大, 神取秀樹]
通讯作者： 神取秀樹
Photochemical dynamics of a primate blue-sensitive pigment by spectroscopic study
通过光谱研究灵长类蓝色敏感色素的光化学动力学
DOI： --
发表时间： 2020
期刊：
影响因子： --
作者： [S. Hanai, K. Katayama, T. Sasaki, H. Imai and H. Kandori]
通讯作者： H. Imai and H. Kandori
Disruption of Hydrogen-Bond Network in Rhodopsin Mutations Cause Night Blindness
DOI： 10.1016/j.jmb.2020.08.006
发表时间： 2020-09-04
期刊： JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY
影响因子： 5.6
作者： [Katayama, Kota, Takeyama, Yuri, Kandori, Hideki]
通讯作者： Kandori, Hideki
Biophysics of rhodopsins and optogenetics.
DOI： 10.1007/s12551-020-00645-0
发表时间： 2020-04-01
期刊： Biophysical reviews
影响因子： --
作者： [Kandori, Hideki]
通讯作者： Kandori, Hideki
共 47 条
    ヘリオロドプシンの作動メカニズムの解明
    • 批准号：
      21H04768
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $27.46万
    • 财政年份：
      2021
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    Elucidation of the mechanism of rhodopsin functions for optogenetics
    • 批准号：
      21H04969
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
    • 资助金额：
      $395.12万
    • 财政年份：
      2021
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    ロドプシンの波長制御機構
    • 批准号：
      11F01080
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.51万
    • 财政年份：
      2011
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology
    サイクル反応ではなくフォトクロミズムを示すロドプシンの反応機構解明
    • 批准号：
      20044012
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $1.54万
    • 财政年份：
      2008
    • 负责人：
      神取 秀樹
    • 依托单位：
      Nagoya Institute of Technology