A novel gating model for a large pore channel in a lipid bilayer

脂质双层大孔通道的新型门控模型

• 批准号: 21K19215
• 负责人: 大嶋 篤典
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19215/
• 关键词: large pore channel; クライオ電子顕微鏡; 脂質膜再構成; リポソーム; Large Pore Channel; ゲーティングモデル; ナノディスク再構成; 高分解能構造解析; ギャップ結合関連タンパク質

膜タンパク質チャネルを生体内に近い環境で構造解析することを目指して、ナノディスクやリポソームを用いた膜タンパク質の再構成技術を適用している。具体的にはLarge pore channelの一つとして知られるヒトpannexin-1(Panx1)のクライオ電子顕微鏡構造解析を行っている。これまでに野生型PANX1チャネルのオープン状態とクローズ状態の構造解析、および、N末端欠失変異体とC末端欠失変異体の構造解析をいずれもナノディスク再構成状態で成功している。野生型の閉塞構造とN末端欠失変異体の構造はチャネル通路の内側に通路を塞ぐ密度が現れて、脂質のアシル鎖の特徴を示す密度が確認され、脂質がチャネルの内側に入り込むことを示唆するものであった。Panx1チャネルの機能解析とMDシミュレーションを用いた脂質の流動性の解析を共同研究にて行い、これらを総合して、脂質がPANX1と相互作用しながらチャネル通路内へ移動する「脂質ゲーティングモデル」を提示した。また、ナノディスクよりもネイティブ環境に近い状態で構造解析を行うため、Panx1のリポソーム膜再構成にも取り組んでいる。精製したPanx1チャネルと可溶化した脂質の混合液から界面活性剤を除去することで、再現性良くリポソーム膜が作製できていることを負染色電子顕微鏡観察とクライオ電子顕微鏡観察で確認した。データ収集に適したクライオグリッドを作製するため、リポソーム作製条件の改善や、グリッド凍結条件検討を行い、クライオ電子顕微鏡による高分解能構造解析を目指している。

Membrane タ ン パ ク qualitative チ ャ ネ ル を raw に nearly い で tectonic environment in vivo analytical す る こ と を refers し て, ナ ノ デ ィ ス ク や リ ポ ソ ー ム を with い た membrane タ ン パ ク mass の to constitute を applicable し て い る. A specific に は Large pore channel の つ と し て know ら れ る ヒ ト pannexin - 1 (Panx1) の ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror structure line を っ て い る. こ れ ま で に wild-type PANX1 チ ャ ネ ル の オ ー プ ン state と ク ロ ー ズ の structure, お よ び, N end owe lost - と C end owe allograft loss - variant の structure を い ず れ も ナ ノ デ ィ ス ク constitute state で success again し て い る. Wild type の block structure と N end owe lost - foreign の は チ ャ ネ ル pathway の medial に を plug ぐ density が now れ て, lipids の ア シ ル の lock, 徴 を す density in が confirm さ れ, lipids が チ ャ ネ ル の medial に into り 込 む こ と を in stopping す る も の で あ っ た. Panx1 チ ャ ネ ル の function analytical と MD シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い た lipid の liquidity の parsing を joint research に て い, こ れ ら を 総 close し て, lipids が Panx1 と interaction し な が ら チ ャ ネ ル pathways within へ mobile す る "lipid ゲ ー テ ィ ン グ モ デ ル" を prompt し た. ま た, ナ ノ デ ィ ス ク よ り も ネ イ テ ィ ブ environment に nearly い state で structure line を う た め, Panx1 の リ ポ ソ ー ム membrane reconstitution に も group take り ん で い る. Refined し た Panx1 チ ャ ネ ル と solubilization し た lipid の mixture か ら interface active tonic を remove す る こ と で, good reproducibility く リ ポ ソ ー ム membrane が cropping で き て い る こ と を negative staining electron 顕 micromirror 観 examine と ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror 観 examine で confirm し た. デ ー タ 収 set に optimum し た ク ラ イ オ グ リ ッ ド を cropping す る た め, リ ポ ソ ー ム system conditions improved の や, グ リ ッ ド 検 freezing conditions for を い, ク ラ イ オ electronic 顕 micromirror に よ る high decomposition can construct analytic を refers し て い る.

项目成果

クライオ電子顕微鏡とタンパク質構造生物学 糖鎖の可視化に向けて

冷冻电子显微镜和蛋白质结构生物学实现糖链可视化

• 发表时间: 2022
• 作者: Burendei Batuujin;Shinozaki Ruriko;Watanabe Masakatsu;Terada Tohru;Tani Kazutoshi;Fujiyoshi Yoshinori;Oshima Atsunori;大嶋篤典;Atsunori Oshima;Atsunori Oshima;大嶋篤典;大嶋篤典;大嶋篤典
• 通讯作者: 大嶋篤典

クライオ電子顕微鏡を用いた細胞間結合の構造研究の最前線

使用冷冻电子显微镜进行细胞间连接结构研究的前沿

• 发表时间: 2022
• 作者: Burendei Batuujin;Shinozaki Ruriko;Watanabe Masakatsu;Terada Tohru;Tani Kazutoshi;Fujiyoshi Yoshinori;Oshima Atsunori;大嶋篤典;Atsunori Oshima;Atsunori Oshima;大嶋篤典
• 通讯作者: 大嶋篤典

クライオ電子顕微鏡の試料調製と構造研究

冷冻电子显微镜的样品制备和结构研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木翔大;飯田桃子;廣明洋子;川本晃大;加藤貴之;大嶋篤典;Atsunori Oshima;大嶋篤典
• 通讯作者: 大嶋篤典

Structures of gap junction family proteins in nanodiscs,

纳米圆盘中间隙连接家族蛋白的结构，

• 发表时间: 2022
• 作者: Abe Kazuhiro;Yamamoto Kenta;Irie Katsumasa;Nishizawa Tomohiro;Oshima Atsunori;Atsunori Oshima;Atsunori Oshima;大嶋篤典;大嶋篤典;大嶋篤典;Atsunori Oshima;Atsunori Oshima
• 通讯作者: Atsunori Oshima

ギャップ結合タンパク質のナノディスクにおける構造

纳米圆盘中间隙连接蛋白的结构

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木翔大;飯田桃子;廣明洋子;川本晃大;加藤貴之;大嶋篤典;Atsunori Oshima
• 通讯作者: Atsunori Oshima