Controlling the open-close state of synthetic ion channels the PKA

合成イオンチャネルは、分子ロボットと外部環境間のゲートとして機能し、分子ロボットに必須の要素の一つであるセンサーとして働くことが期待されている。外部刺激に対して一定の応答を示す分子ロボットを実現するには合成イオンチャネルの開閉状態を制御する必要があるが、これまで困難であるとされてきた。本研究では、ロジウムイオンを用いた有機金属錯体(RhMOP)からなる合成イオンチャネルの開閉状態を、チャネルの外周に配位させたペプチドリガンドのリン酸化状態によって外部から制御することを目的とする。これまでRhMOPにリン酸化可能なペプチドリガンドを修飾し、リン酸化によるチャネルの開閉制御を平面脂質二分膜上でイオンコンダクタンスを用いて評価している。リン酸化後のRhMOPはリン酸化前のRhMOPと比較して大きなイオンコンダクタンスを示した。このことから、RhMOPに親水性のリン酸基が導入されることによりチャネルが開いた状態で脂質膜上に固定されたと考えられた。またリン酸化前後のRhMOPをそれぞれがん細胞に添加したところ、一定時間後の総細胞数および細胞生存率に違いが見られ、異なる細胞毒性を示すことが確認された。今年度は、RhMOPチャネルによるがん細胞死に関して、複数のコントロール実験を追加し、より定量的なデータを取得した。またその細胞死のメカニズムを検証するため、カルシウムイオンのフラックスについて評価したところ、キナーゼ添加によりリン酸化状態になった場合、よりカルシウムイオンの導入が増え、これが細胞死を誘導している可能性があることが分かった。現在これらの結果をまとめた論文を執筆中である。

合成イオンチャネルは、分子ロボットと外部環境間のゲートとして機能し、分子ロボットに必須の要素の一つであるセンサーとして働くことが期待されている。外部刺激に対して一定の応答を示す分子ロボットを実現するには合成イオンチャネルの開閉状態を制御する必要があるが、これまで困難であるとされてきた。本研究では、ロジウムイオンを用いた有機金属錯体(RhMOP)からなる合成イオンチャネルの開閉状態を、チャネルの外周に配位させたペプチドリガンドのリン酸化状態によって外部から制御することを目的とする。これまでRhMOPにリン酸化可能なペプチドリガンドを修飾し、リン酸化によるチャネルの開閉制御を平面脂質二分膜上でイオンコンダクタンスを用いて評価している。リン酸化後のRhMOPはリン酸化前のRhMOPと比較して大きなイオンコンダクタンスを示した。このことから、RhMOPに親水性のリン酸基が導入されることによりチャネルが開いた状態で脂質膜上に固定されたと考えられた。またリン酸化前後のRhMOPをそれぞれがん細胞に添加したところ、一定時間後の総細胞数および細胞生存率に違いが見られ、異なる細胞毒性を示すことが確認された。今年度は、RhMOPチャネルによるがん細胞死に関して、複数のコントロール実験を追加し、より定量的なデータを取得した。またその細胞死のメカニズムを検証するため、カルシウムイオンのフラックスについて評価したところ、キナーゼ添加によりリン酸化状態になった場合、よりカルシウムイオンの導入が増え、これが細胞死を誘導している可能性があることが分かった。現在これらの結果をまとめた論文を執筆中である。