発達過程の電気的活動の役割を解明するための、光学的蛋白質性分子ツールの開発

开发基于光学蛋白质的分子工具来阐明电活动在发育过程中的作用

• 批准号: 04J02342
• 负责人: 村田 喜理
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02342/
• 关键词: 膜電位センサー; 膜電位; ホスフォイノシタイド; 電位依存性酵素; 蛋白性膜電位センサー; イメージング

申請者は、ほ乳類の中枢神経の発達とイオンチャネルの役割について研究したいと考えている。本研究では、実際の神経細胞で適用可能な、蛋白性の光学的膜電位センサー、および電気的興奮を光学的に誘発する蛋白性分子の開発を目指し、我々が原索動物ホヤから新規に見いだした膜電位センサーを持つ酵素(VSP)とGFPの融合蛋白から、蛋白性膜電位センサーの開発を行った。VSPは、電位依存性イオンチャネルと同様の構造を持つ電位センサーと、フォスファチジルイノシトールの脱リン酸化を行う酵素ドメインを持っており、我々の研究から、膜電位を感受することにより、酵素活性が変化することが示唆された(Nature,2005)。この性質は、膜電位センサーが電位の変化を関知することにより、酵素ドメインに何らかの構造変化を引き起こす結果と考えられる。この構造変化のメカニズムを解明することは、我々が目指す光学的膜電位センサーを開発する上で非常に有用であると考え、蛋白性の光学的膜電位センサーを開発するための前段階として、膜電位センサーの元となる、新規膜電位感受性酵素(VSP)の機能解析を行い、VSPが脱分極により活性化されること、また、PIP_3以外にPIP_2も基質とする事を見出した(論文投稿中)。VSPの電位依存性は脱分極側に偏っており、このままでは電位センサープローブとしては適していない。そこで、電位依存性が生理的範囲に近い変異体の探索を行い、過分極側に電位依存性をシフトさせた変異体の作成に成功した。これらの成果を元に、蛋白性膜電位センサーの開発に着手した。VSPとGFPの融合蛋白の作成のため、トランスポゾンを用いてCWSPへの蛍光タンパクのランダムな挿入を試み、蛍光を発する複数のクローンを得た。現在は、これらのクローンが電位依存的に蛍光強度を変化させるかどうかを検討中である。

The applicant shall conduct research on the development of the central nervous system of breast cancer. This study aims to investigate the development of proteinaceous molecules that are optically induced by proteinaceous optical membrane potential changes and electrical excitations in neurons, and to investigate the development of proteinaceous membrane potential changes and proteinaceous membrane potential changes in protozoa. VSP, potential-dependent cell growth, and structural changes in cell potential, cell growth, and enzyme activity (Nature,2005). The properties of the membrane are related to the change of membrane potential, the structure of the enzyme, and the results. The structural transformation of the membrane potential of the optical system is very useful in the analysis of the membrane potential of the proteinaceous optical system. The membrane potential of the proteinaceous optical system is very useful in the analysis of the membrane potential of the proteinaceous optical system. The membrane potential of the proteinaceous optical system is very useful in the analysis of the membrane potential of the proteinaceous optical system. The membrane potential of the proteinaceous optical system is very useful in the analysis of the membrane potential of the proteinaceous optical system. The membrane potential of the proteinaceous optical system is very useful in the analysis of the function of the membrane potential-sensitive enzyme (VSP). The VSP is depolarized. See also the article on PIP_2 substrate other than PIP_3. The potential dependence of VSP is different from that of polarization. In addition, the potential dependence of the physiological range is explored in the middle of the process, and the potential dependence of the polar side is successfully created. The development of protein membrane potential and protein membrane potential is under way. The fusion protein of VSP and GFP was prepared by using CWSP as a fusion protein. Now, the light intensity of the potential-dependent lamp is changed.

项目成果

Phosphoinositide phosphatase activity coupled to an intrinsic voltage sensor

• DOI: 10.1038/nature03650
• 发表时间: 2005-06-30
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Murata, Y;Iwasaki, H;Okamura, Y
• 通讯作者: Okamura, Y

Mechanisms of the coupling of voltage-sensing phosphatase activity of the voltage-regulated phosphatase, Ci-VSP

电压调节磷酸酶 Ci-VSP 的电压感应磷酸酶活性耦合机制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Physiological Science 57・Suppl
• 作者: Okamaoto H.;T.Nishizawa;K.Sato;S.Otake;M.Sensu;T.Takemura;N.Sugimoto;I.Matsui;A.Shimizu;H.Kumagai;Y.Ohno;T.Takano;T.Nakajima;西澤 智明;杉本 伸夫;村田 喜理
• 通讯作者: 村田 喜理

Mechanisms and biological role of voltage-regulated phosphatases

电压调节磷酸酶的机制和生物学作用

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Physiological Science 57・Suppl
• 作者: Okamaoto H.;T.Nishizawa;K.Sato;S.Otake;M.Sensu;T.Takemura;N.Sugimoto;I.Matsui;A.Shimizu;H.Kumagai;Y.Ohno;T.Takano;T.Nakajima;西澤 智明;杉本 伸夫;村田 喜理;岡村 康司
• 通讯作者: 岡村 康司