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膜電位センサーを持たないATP受容体チャネルP2X2の膜電位依存的構造変化の解析

膜電位センサーを持たないATP受容体チャネルP2X2の膜電位依存的構造変化の解析
分析不具有膜电位传感器的 ATP 受体通道 P2X2 的膜电位依赖性结构变化
批准号：
09F09350
负责人：
久保 義弘
金额：
$1.47万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2009 至 2011
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09350/
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

项目成果

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中文摘要
翻译
ATP受容体チャネルP2X2は、細胞外ATPの結合により活性化される受容体型イオンチャネルである。ホモ3量体で構成され、1つのサブユニットは2つの膜貫通部位を持つ。その膜貫通部位には、膜電位センサーと考えられる電荷を持つアミノ酸残基のクラスター等は存在しない。しかし、P2X2チャネルは、膜電位依存的活性化を示す。我々は、P2X2チャネルの、リガンドである細胞外ATP結合による活性化、膜電位依存的活性化に伴う、構造変化を捉えることを目指し、研究を進めている。これまでの我々の点変異体D315Aを用いた研究により、ATPの結合部位とゲーティングがおこる膜貫通領域をつなぐリンカー領域は、活性化シグナルの伝播に重要な役割を果たすことが明らかになっている。そこで、活性化に伴い構造変化がおこると考えられるD315Aの近傍にCys残基を導入し、Cys修飾剤による修飾を、電流の変化する速さとして捉えることにより、Cys修飾剤の近寄りやすさ、すなわち、活性化に伴う構造変化を捉える実験を行った。その結果、まず、ATP非存在下よりも、ATP存在下の方が、電流の変化、すなわち修飾の速度が速いことが明らかになった。次に、ATPが存在し続ける状態で、過分極電位と脱分極電位での電流の変化の速度を比較したところ、過分極電位で速いことが明らかになった。すなわち、ATPの結合によって、構造変化が起こるのみならず、膜電位の変化によっても、確かにリンカー領域で構造変化が起こることが明らかになった。この結果は、ATP受容体が膜電位依存性チャネルの側面を有することを、構造変化の側面から捉えたものである。
英文摘要
ATP受容体チャネルP2X2は、細胞外ATPの結合により活性化される受容体型イオンチャネルである。ホモ3量体で構成され、1つのサブユニットは2つの膜貫通部位を持つ。その膜貫通部位には、膜電位センサーと考えられる電荷を持つアミノ酸残基のクラスター等は存在しない。しかし、P2X2チャネルは、膜電位依存的活性化を示す。我々は、P2X2チャネルの、リガンドである細胞外ATP結合による活性化、膜電位依存的活性化に伴う、構造変化を捉えることを目指し、研究を進めている。これまでの我々の点変異体D315Aを用いた研究により、ATPの結合部位とゲーティングがおこる膜貫通領域をつなぐリンカー領域は、活性化シグナルの伝播に重要な役割を果たすことが明らかになっている。そこで、活性化に伴い構造変化がおこると考えられるD315Aの近傍にCys残基を導入し、Cys修飾剤による修飾を、電流の変化する速さとして捉えることにより、Cys修飾剤の近寄りやすさ、すなわち、活性化に伴う構造変化を捉える実験を行った。その結果、まず、ATP非存在下よりも、ATP存在下の方が、電流の変化、すなわち修飾の速度が速いことが明らかになった。次に、ATPが存在し続ける状態で、過分極電位と脱分極電位での電流の変化の速度を比較したところ、過分極電位で速いことが明らかになった。すなわち、ATPの結合によって、構造変化が起こるのみならず、膜電位の変化によっても、確かにリンカー領域で構造変化が起こることが明らかになった。この結果は、ATP受容体が膜電位依存性チャネルの側面を有することを、構造変化の側面から捉えたものである。
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会议论文
Analyses of the signal flow and subunits' contribution in the P2X_2 trimer upon voltage- and [ATP]-dependent activation by three tandem repeat constructs
三个串联重复结构在电压和 [ATP] 依赖性激活时分析 P2X_2 三聚体中的信号流和亚基贡献
DOI： --
发表时间： 2012
期刊：
影响因子： --
作者： [Batu Keceli, Yoshihiro Kubo]
通讯作者： Yoshihiro Kubo
Functional and structural identification of amino acid residues of the P2X2 receptor channel critical for the voltage- and [ATP]-dependent gating
DOI： 10.1113/jphysiol.2009.182824
发表时间： 2009-12-15
期刊： JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON
影响因子： 5.5
作者： [Keceli, Batu, Kubo, Yoshihiro]
通讯作者： Kubo, Yoshihiro
トランスポトソームの世界-膜輸送研究の源流から未来へ
转运体的世界 - 从膜转运研究的起源到未来
DOI： --
发表时间： 2011
期刊：
影响因子： --
作者： [金井好克, 竹島浩, 森泰生, 久保義弘(編著)]
通讯作者： 久保義弘(編著)
Functional significance of beta-sheet structures linking the ATP binding site to the transmembrane domains for the voltge-and [ATP]-dependent gating of P2X_2 receptor channel.
将 ATP 结合位点与跨膜结构域连接起来的 β-折叠结构对于 P2X_2 受体通道的电压和 [ATP] 依赖性门控的功能意义。
DOI： --
发表时间： 2010
期刊：
影响因子： --
作者： [Keceli B, Yamamoto T. Kubo Y.]
通讯作者： Yamamoto T. Kubo Y.
共 6 条
    チャネルにおけるイオン透過と非典型的膜電位依存性ゲーティングのカップリングの検証
    チャネルにおけるイオン透過と非典型的膜電位依存性ゲーティングのカップリングの検証
    TRPA1チャネルのカフェインに対する応答の質的種間差異に基づく活性化機構の解明
    膜電位-細胞長変換素子プレスチンの分子構築と動的構造変化の解析
    • 批准号：
      20056031
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
    • 资助金额：
      $5.5万
    • 财政年份：
      2008
    • 负责人：
      久保 義弘
    • 依托单位：
      National Institute for Physiological Sciences
    海外基金