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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

基本信息

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
起止时间：
2020-07-30 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The life is like a branch, a membrane, a membrane, a direction, a secret control. In response to the 7-loop membrane, the cell at the end of the C-terminal must have a cell at the end of the film. I will know that in 2018, the membrane will be closed in 2018. The first part of the device, which is the first part of the system, contains an error in the first part of the system. In this study, in order to improve the quality of the film, it is necessary to improve the safety of the film. In the course of the study, the contents of the study are specially promoted in the study of the implementation of the program, which is expected to start in 2021, and the results of the exhibition are expected to be successful. In the year 2021, the following achievements have won honors. The equipment is used to monitor the performance of the equipment, the low temperature infrared spectrometer, the time decomposition spectrometer, and the photoactivation device to make the equipment. The location of the cell at the end of the C-terminal of the microorganism is located in the middle of the microbiology. there is an exit in the middle of the microbiology. inward-looking, inward-looking and inward-looking. At the end of the C terminal, the cells in the C terminal are working together to make a clear picture of the three-dimensional structure. In other words, the C-terminal cell is sensitive to the microbes, the specific microorganisms, the light, the TAT, the microbes, the microbes, the The purpose of this paper is to control the performance of the membrane.