国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学細胞生理学研究センター・大学院創薬科学研究科・糖鎖生命コア研究所の大嶋 篤典 教授は、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所のタマ フロハンス 教授、三重大学、大阪大学、東京大学、東京医科歯科大学、日本電子株式会社らとの共同研究で、ATP（アデノシン三リン酸）放出チャネル（膜タンパク質）として知られるパネキシン1が、脂質に埋まった状態のクライオ電子顕微鏡構造を報告しました。本研究により、ATPなどイオンよりも大きな分子を通すチャネルの開閉に、脂質が深く関わる可能性が示唆されました。
チャネルタンパク質パネキシン1は、ATPや代謝産物などのイオンよりもはるかに大きい分子を通すことから「large pore channel」と呼ばれていますが、パネキシン1の開閉メカニズムは厳密に理解されていませんでした。
本研究では、脂質二重膜に再構成したパネキシン1の構造が、2つの異なる状態で得られ、チャネルの通路に脂質が埋まって通路を塞ぐことでチャネルを閉じる開閉モデルを提唱しました。パネキシン1が開くと、炎症やガンの増殖、てんかんといった症状が引き起こされます。本研究成果は、パネキシン1の開閉メカニズムの理解につながるもので、パネキシン1を原因とする症状に対する治療法や医薬品の開発が期待されます。
本研究成果は、2022年2月9日午前4時（日本時間）付アメリカ学術雑誌「Science Signaling」に掲載されました。
本研究は、文部科学省科学研究費補助金「基盤研究B」「挑戦的研究（萌芽）」、日本医療研究開発機構(AMED)「創薬等ライフサイエンス研究支援基盤事業・創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム(BINDS)」、内藤記念科学振興財団助成金、大幸財団自然科学系学術研究助成の支援のもとで行われたものです。

【ポイント】

・ATP（アデノシン三リン酸）放出に関わる、パネキシン1の構造と機能の研究。
・チャネルの通路を脂質が塞ぐと同時に、アミノ末端領域が大きく構造変化。
・脂質がチャネルタンパク質の隙間を縫うようにして移動する可能性を示唆。

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【論文情報】

雑誌名：Science Signaling
論文タイトル：Structures of human pannexin-1 in nanodiscs reveal gating mediated by dynamic movement of the N-terminus and phospholipids
著者：Maki Kuzuya¹, Hidemi Hirano², Kenichi Hayashida², Masakatsu Watanabe³, Kazumi Kobayashi⁴, Tohru Terada⁵, Md. Iqbal Mahmood⁶, Florence Tama^6,7,8, Kazutoshi Tani⁹, Yoshinori Fujiyoshi^10,11 and Atsunori Oshima^1,2,12
所属：
¹ 名古屋大学大学院創薬科学研究科
² 名古屋大学細胞生理学研究センター
³ 大阪大学大学院生命機能研究科
⁴ 日本電子株式会社
⁵ 東京大学大学院農学生命科学研究科
⁶ 名古屋大学大学院理学研究科
⁷ 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所
⁸ 理化学研究所 計算科学研究センター
⁹ 三重大学医学系研究科
¹⁰ 東京医科歯科大学高等研究院
¹¹ 株式会社CeSPIA
¹² 名古屋大学糖鎖生命コア研究所
DOI: 10.1126/scisignal.abg6941

URL: https://www.science.org/doi/10.1126/scisignal.abg6941

【研究代表者】

細胞生理学研究センター／大学院創薬科学研究科／糖鎖コア研究所　大嶋 篤典 教授

http://www.cespi.nagoya-u.ac.jp/