高速原子間力顕微鏡による電位依存性Na+チャネルの電位依存的活性調節機構の解明
| Project/Area Number |
22K19290
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
角野 歩 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (80717140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 克雅 和歌山県立医科大学, 薬学部, 准教授 (20415087)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 電位依存性ナトリウムチャネル / 高速原子間力顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
電位依存性Na+チャネル(Nav)は、神経細胞などでの活動電位の発生に必要不可欠な膜タン
パク質分子である。本研究では、常温水溶液中で生体試料の動的構造を高分解観測できる高速原子間力顕微鏡に電位制御系を導入し、Navの電位依存的な構造変化を観察することで、Navの電位依存的活性調節機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電位依存性ナトリウムチャネルについて、電位依存性の異なる三種類の変異体を脂質膜中に再構成して高速原子間力顕微鏡で構造動態を観察した。その結果、0 mVにおいて活性化ゲートが開いた変異体では、イオン透過路を形成するポアドメインに、電位センサードメインが密着し、連動して運動していることが分かった。一方で、0 mVにおいて活性化ゲートが閉じる変異体では、電位センサーがポアドメインから大きく解離し、ポアドメインとの運動の連動性は消失していた。両者の中間の電位依存性を示す変異体では、電位センサーは多くの時間でポアドメインに結合していたが、運動の連動性は失われていた。興味深いことに、静止状態のチャネルにおいて解離した電位センサードメインは、異なるチャネルに由来する電位センサードメインと会合して二量体を形成していることを発見した。チャネルの開閉に伴うチャネル間架橋の形成・解離はこれまで提唱されていなかった構造変化であり、チャネルの協同的機能の理解に大きく貢献すると期待する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
チャネルの活性化ゲートの開閉状態に関連した未知の構造変化を明らかにし、またチャネル間相互作用に関する新たな情報を得たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
AFM基板に金蒸着マイカ基板を用い、電位依存的な構造変化を観測する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
