全長型アニオンチャネルロドプシンのイオン輸送機能：C末端ドメインの役割について

全长阴离子通道视紫红质的离子传输功能：C 端结构域的作用

• 批准号: 22K06120
• 负责人: 出村 誠
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06120/
• 关键词: ロドプシン; イオンチャネル; 遺伝子組み換え発現; 全長; イオン輸送; キネティクス; 膜タンパク質; イオン選択性; 光反応; 相互作用

光で活性化してアニオンを受動輸送するアニオンチャネルロドプシン(ACR)は、膜貫通ドメインのうしろに長いC末端ドメインをもつ。しかし 、これまでの研究でC末端ドメインは切除されてきたため、機能的役割はわかっていない。これを解明するために、我々は世界初の全長型ACRの遺伝子組換え発現系を構築した。さらに、全長型ACRではアニオン選択性が変化し、C末端ドメインと膜貫通ドメインの間の相互作用が示唆された。そこで本 研究では、(1)C末端および膜貫通ドメインの間の相互作用を確かめる、(2)変異体を用いて相互作用部位を特定する、(3)アニオン選択性と相互作用の関連性を明らかにする。本研究は、天然状態のACRの姿を明らかにする世界で唯一の研究である。2022年度はまず、上記(1)について検討を行った。検討を行う中で、C末端ドメインは天然変性領域であり、同時にリン酸化修飾を受けることを新たに発見した。リン酸化修飾は、C末端ドメインの構造形成および膜貫通ドメインとの相互作用に必須であるという結果を得た。さらに、上記(2)について、C末端ドメインは膜貫通ドメインの細胞質側領域と相互作用する。リン酸化修飾されたC末端ドメインは、細胞質側領域に数個あるArg残基と強い相互作用をする可能性が高いことがわかってきた。本年度の成果は、以前の成果と併せて国際的な論文雑誌に投稿し、査読中である。

Light activation, activation The study of the C terminal is to cut off the C terminal and the C terminal is to cut off the C terminal and the C terminal. This is the first full-length ACR gene assembly development system in the world. In addition, full-length ACR has been shown to be selective and to interact with C-terminal and membrane-penetrating molecules. In this study,(1) the interaction between C-terminal and membrane-penetrating molecules was confirmed;(2) the interaction site of heterogenous molecules was specified; and (3) the correlation between selectivity and interaction was clarified. This study is the only one in the world to clarify the nature of ACR. In 2022, we will review and discuss the above (1). In the middle of the discussion, the C-terminal is not natural, and the acid modification is not new. Acidification modification, C-terminal structure formation, membrane penetration, and interaction must be achieved. In addition, the above note (2) shows that the C-terminal interaction between the membrane and the cytoplasmic side of the membrane. The C-terminal region of the protein is highly susceptible to strong interactions with several Arg residues in the cytoplasmic domain. This year's results are in line with previous results and are currently being submitted and reviewed in international papers.

项目成果

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Comparative study in thermodynamics of microbial proton-pumping rhodopsins identified in various temperature environments

不同温度环境下微生物质子泵视紫红质的热力学比较研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryouhei Ohtake;Kaori Kondo;Makoto Demura;Takashi Kikukawa;Takashi Tsukamoto
• 通讯作者: Takashi Tsukamoto

Biological role and molecular mechanism of preferential NO3- transport by full-length Guillardia theta anion channelrhodopsin 1

全长Guillardia theta阴离子通道视紫红质1优先转运NO3的生物学作用和分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuya Ohki;Ryouhei Ohtake;Yukino Sato;Takuma Watanabe;Jo Watanabe;Makoto Demura;Takashi Kikukawa;Takashi Tsukamoto
• 通讯作者: Takashi Tsukamoto

Comprehensive thermodynamic analysis for microbial proton pump rhodopsins identified in various temperature environments

对各种温度环境下鉴定的微生物质子泵视紫红质的综合热力学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryouhei Ohtake;Kaori Kondo;Makoto Demura;Takashi Kikukawa;Takashi Tsukamoto
• 通讯作者: Takashi Tsukamoto

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