新しいバイオセンサー技術を駆使した新規情報伝達経路の探索

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細胞がさまざまな刺激を情報として受け取り応答するメカニズムを明らかにするため、代表的なPASドメイン蛋白質で、紅色光合成細菌の光センサーとして機能するPhotoactive yellow protein(PYP)や、動物網膜に存在する代表的なGPCRであるロドプシンの光反応を、新しいバイオセンサー技術である過渡回折法を用いて解析した。初年度にPYPのN末端部のアミノ酸を変異させると光による拡散係数の増加度が変化することを示したが、さらに円二色性やフーリエ変換赤外分光法の結果とあわせてPYPの光反応メカニズムを詳細に検討した。その結果、αヘリックス部(ヘリカルコネクタ)、βシート部、およびN末端部の構造変化は、それぞれ独立に起こりうることを示した。また、ヘリカルコネクタの拡散係数変化に対する寄与は小さく、拡散係数の増加は主にN末端部の変化に由来することを示した。次に、過渡回折法をさらに複雑な系に応用するため、視細胞の情報伝達系に応用することを試みた。光を吸収し、リン酸化されたロドプシンは、アレスチンと特異的に結合する。そこで、界面活性剤で可溶化したロドプシンを用い、アレスチンとの結合を拡散係数の変化として検出することを試みた。さまざまな可溶化条件や励起条件を検討したが、有意なシグナルは得られなかった。しかしながら、測定や試料調製の方法に関して貴重な経験が得られたので、今後発展させて行きたい。