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膜電位センサーを持たないATP受容体チャネルの膜電位依存性ゲーティングの分子基盤

无膜电位传感器的 ATP 受体通道膜电位依赖性门控的分子基础

基本信息

批准号：
19659053
负责人：
久保義弘
金额：
$ 2.11万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659053/
关键词：
生理学神経科学生体分子蛋白質シグナル伝達

项目摘要

我々は、P2X2チャネルが、明確な膜電位センサー部位を持たないにも関わらず、ATP濃度と膜電位の両方に依存するゲーティングを示すことを見いだした。昨年度までの野生型と、ATP結合部位を構成している部位の変異体K308R等の定量的な機能解析と、ATP結合ステップと膜電位依存性ゲートスデップからなる3ステートモデルを用いたシミュレーション解析の結果から、ATPが結合した結合部位の構造変化が膜電位依存性を示す可能性が示唆された。今年度、さらに、系統的な変異体解析を行い、一つ目の膜貫通部位の細胞外側よりにあるF43およびF47の変異体、さらに、二つ目の膜貫通部位の細胞外側よりにあるI328の変異体が、ATP依存的なゲートは示すが膜電位依存性を失い、どの電位でも恒常的に開いた状態であることを見出した。この結果から、ATPと細胞外のATP結合部位の複合体が膜貫通部位に働きかけるステップが、膜電位依存性の源であると考えられた。さらに、膜電位に依存する動的構造変化が確かに起きていることを明らかにするために、種々の部域にCys残基を導入して、そのCys残基のCd2+による修飾を電流の変化として解析した。その結果、Cd2+修飾のスピード、すなわちCys残基へのaccessibilityに膜電位依存性があることが明らかになった。このことから、P2X2チャネルが膜電位依存的な構造変化を示すということが実証された。

The relationship between ATP concentration and membrane potential is discussed in detail. The quantitative functional analysis of the wild type and ATP binding sites, such as K308R, shows the possibility of membrane potential dependence of ATP binding sites. In this year, the analysis of the system's heterogeneities was carried out, and the heterogeneities of F43 and F47 in the cell-outside of the membrane penetration site were observed. The heterogeneities of I328 in the cell-outside of the membrane penetration site were observed. The ATP-dependent heterogeneities showed that the membrane potential dependence was lost, and the potential was constant. These results reveal that the complex between ATP and the extracellular ATP-binding site is located at the membrane penetration site, which is the source of membrane potential dependence. In addition, the structure of membrane potential-dependent dynamic changes, such as the introduction of Cys residues, the modification of Cd2 + residues and the analysis of current, are determined. As a result, Cd2 +-modified Cys residues have a membrane potential dependence. P2X2 is a membrane potential-dependent structural change.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Voltage- and [ATP]-dependent gating of the P2X(2) ATP receptor channel.

DOI：
10.1085/jgp.200810002
发表时间：
2009-01
期刊：
The Journal of general physiology
影响因子：
0
作者：
Fujiwara Y;Keceli B;Nakajo K;Kubo Y
通讯作者：
Kubo Y

The motor protein prestin is a bullet-shaped molecule with inner cavities

DOI：
10.1074/jbc.m702681200
发表时间：
2008-01-11
期刊：
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子：
4.8
作者：
Mio, Kazuhiro;Kubo, Yoshihiro;Sato, Chikara
通讯作者：
Sato, Chikara

Caffeine activates mouse TRPA1 channels but suppresses human TRPA1 channels

DOI：
10.1073/pnas.0809769105
发表时间：
2008-11-11
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Nagatomo, Katsuhiro;Kubol, Yoshihiro
通讯作者：
Kubol, Yoshihiro

Analysis of voltage and[ATP]dependent gating of P2X2 receptor channel by mutagenesis of the ATP binding region

通过 ATP 结合区域的诱变分析 P2X2 受体通道的电压和 [ATP] 依赖性门控