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細胞内シグナル伝達ネットワークの光制御に向けた分子創成

创建用于细胞内信号网络光学控制的分子

基本信息

批准号：
15J06657
负责人：
吉田一帆
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、光遺伝学の新展開として「イオンを動かして細胞を興奮・抑制させる」から「細胞内シグナル伝達系を動かす」ツールの開発を目指した。①これまでのキメラばプロトン輸送型のロドプシンを鋳型としてきたが、より大きなイオンを運ぶ分子の方がヘリックスの開閉が大きく、Gsタンパク質が接近しやすくなると期待される。そこで、ナトリウムイオン輸送型およびクロライドイオン輸送型ロドプシンを鋳型とした新規キメラ分子を作製した。興味深いことに、活性の有無は鋳型として用いるロドプシンの種類に依存することが分かった。赤外分光測定の結果、活性の無いキメラでは振動強度が野生型とほぼ同じであったが、活性の有るキメラでは野生型よりもタンパク質骨格の変化が大きくなっていた。すなわち、ヘリックス大きな開閉により相互作用部位が露出し、光依存的なGs活性につながったと考えられる。これらの成果は論文発表しており、創成したキメラ分子は新しい光遺伝学ツールとして多くの疾患の発現メカニズムの研究にも応用できると期待される。②微生物型ロドプシンとホスホジエステラーゼ（PDE）が連なった新規酵素型ロドプシン（Rh-PDE）について、より詳細な酵素活性を評価した。基質濃度依存性を調べたところ、Rh-PDEの酵素反応はミカエリスメンテンの速度論に従うことが分かった。さらに、変異体解析によりレチナール近傍の嵩高いアミノ酸が光依存的な酵素活性を示すのに重要であることが明らかとなった。Rh-PDEは暗状態でも基質分解活性を持つため、ツールとして用いるにはこの構成活性の最小化が必要である。変異体スクリーニングを行ったところ、構成活性が有意に減少し、かつ光依存的なPDE活性を保持した変異体を創り出すことができた。より精密な光スイッチ機能の実現を目指すことで、細胞内シグナル伝達の光操作技術の応用に役立ち、生命現象の解明に役立つと期待される。

In this study, there is a new development in the science of photosensitivity and photosurgery. The cell is responsible for the inhibition of the activity of the cell. 1. We need to know that we are going to have a lot of trouble, and we are going to have a lot of trouble in the first place. 1. We need to make sure that we have a lot of information, and that we need to know that we are going to have a lot of trouble in the first place. 1. We need to know that we are going to make a big deal, and we are looking forward to it. We are looking forward to it. There is a lot of information about the type of delivery, the number of new rules and regulations. The flavor is very deep, and the activity has no effect on the quality of the product. The results of infrared spectrophotometry, the vibration strength of the wild type and the activity of the wild type were the same as those of the wild type, and the activity of the wild type was the same as that of the wild type. The light-dependent Gs active sites are exposed and the light-dependent interaction sites are detected. The results are summarized in the table, and the results are summarized in the form of information on the basis of the information in the form of information on the results of the study, the results, the molecular knowledge, the molecular science, the multi-disease, the disease, the research. (2) the new standard enzyme-based enzyme assay (Rh-PDE) was linked to the enzyme activity assay (PDE), and the activity of the enzyme was detected. Based on the degree of dependence, the activity of Rh-PDE enzyme is not sensitive to the temperature, and the enzyme is sensitive to the speed and speed. The enzyme activity, which is dependent on acid and light, indicates that it is important to know that it is very important. The Rh-PDE dark state base decomposition activity is maintained, and the activity is minimized to minimize the necessary activity. The activity of the PDE is not affected by the light-dependent activity. The precision optical equipment can be used to realize that the equipment is used in the optical operation technology, and the life cycle is expected to be realized.