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Are inhalation anesthetics really receptor-binding drugs? : calorimetry of firefly luciferase

Research Project

Project/Area Number 24659698
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Anesthesiology/Resuscitation studies
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

MATSUKI Hitoshi  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (40229448)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TAMAI Nobutake  徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス 研究部, 准教授 (00363135)
GOTO Masaki  徳島大学, 大学院ソシオテクノサイエンス 研究部, 助教 (30507455)
NISHIMOTO Makoto  和歌山工業高等専門学校, 物質工学科, 助教 (70609057)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsルシフェラーゼ / 吸入麻酔薬 / 脂肪酸 / アデノシン3リン酸 / 示差走査熱量測定 / 等温滴定熱量測定 / 特異的および非特異的相互作用 / 誘導適合 / 長鎖脂肪酸 / 圧力摂動熱量測定
Research Abstract

Interaction modes of ligands with firefly luciferase (FFL) were investigated by calorimetry to clarify the high anesthetic sensitivity of FFL. Results of differential scanning calorimetry of FFL solutions revealed that the effect of an anesthetic chloroform on the structural stability of FFL is in direct opposition to that of the competitive inhibitor decanoic acid, and that the anesthetic sensitivity of FFL is markedly enhanced in the presence of the substrate (ATP) or decanoic acid as compared with that in the absence of the ligand. Results of isothermal titration calorimetry showed that the binding mode of an anesthetic halothane with FFL is quite different from that of decanoic acid thermodynamically. Comparing these thermal results with the structural data obtained by X-ray crystallography, we concluded that the possibility that there exist the anesthetic binding sites in FFL is very low.

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (75 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (19 results) (of which Peer Reviewed: 19 results,  Open Access: 1 results) Presentation (47 results) (of which Invited: 3 results) Book (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Thermotropic Phase Behavior of Hydrogenated Soybean Phosphatidylcholine–Cholesterol Binary Liposome Membrane2014

    • Author(s)
      Y. Kitayama, Y. Takechi, N. Tamai, H. Matsuki, C. Yomota, H. Saito
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 62 Issue: 1 Pages: 58-63

    • DOI

      10.1248/cpb.c13-00587

    • NAID

      130003381805

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
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      松木均, 後藤優樹, 玉井伸岳
    • Journal Title

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      Volume: 23 Pages: 30-38

    • NAID

      10031156145

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      Volume: 33 Issue: 2 Pages: 271-277

    • DOI

      10.1080/08957959.2013.767900

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    • NAID

      10031165723

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      N. Tamai, T. Izumikawa, S. Fukui, M. Uemura, M. Goto, H. Matsuki, S. Kaneshina
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      Volume: 1828 Issue: 11 Pages: 2513-2523

    • DOI

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      Fukumoto J, Ismail NI, Kubo M, Kinoshita K, Inoue M, Yuasa K, Nishimoto M, Matsuki H, Tsuji A.
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      Volume: 154 Issue: 5 Pages: 465-473

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      10.1093/jb/mvt077

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      H. Matsuki, M. Goto, K. Tada, N. Tamai
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      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: Vol. 14 Issue: 2 Pages: 2282-2302

    • DOI

      10.3390/ijms14022282

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      松木 均, 後藤優樹, 玉井伸岳
    • Journal Title

      The Review of High Pressure Science and Technology

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 30-38

    • DOI

      10.4131/jshpreview.23.30

    • NAID

      10031156145

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
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      M. Goto, A. Wilk, K. Kataoka, S. Chodankar, N. Tamai, M. Fukui, J. Kohlbrecher, H. Ito, H. Matsuki
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 28 Pages: 12191-12198

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      N. Tamai, Y. Nambu, S. Tanaka, M. Goto, H. Matsuki, S. Kaneshina
    • Journal Title

      Colloids Surfaces B : Biointerfaces

      Volume: 92 Pages: 232-239

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      N. Tamai et al.
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      Volume: Vol. 92 Pages: 232-239

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2011.11.055

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      S. Tanaka et al.
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      Chem. Lett.

      Volume: Vol. 41 Issue: 3 Pages: 304-306

    • DOI

      10.1246/cl.2012.304

    • NAID

      10030224563

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      Masaki Goto
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      Volume: 28 Issue: 33 Pages: 12191-12198

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      10.1021/la3020173

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      N. Tamai, et al
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      Volume: 41 Issue: 10 Pages: 1087-1089

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      10.1246/cl.2012.1087

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      10031120590

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      Int. J. Modern Phys.: Conf. Ser.

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  • [Presentation] 脂質二分子膜相安定性におよぼすアシル鎖非対称性の影響

    • Author(s)
      矢野貴大, 後藤優樹, 玉井伸岳, 松木 均
    • Organizer
      第6回日本生物物理学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 球状タンパク質への麻酔薬の結合様式:等温滴定型熱量計を用いた比較研究

    • Author(s)
      黒葛和信, 玉井伸岳, 大前英司, 松木 均
    • Organizer
      第6回日本生物物理学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      とりぎん文化会館(鳥取県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体膜脂質の会合挙動 -温度と圧力が誘起する二重膜相転移-

    • Author(s)
      松木 均
    • Organizer
      第32回物性物理化学研究会
    • Place of Presentation
      京都大学薬学部記念講堂(京都府)
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      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Barotropic Bilayer Phase Behavior of an Acidic Phospholipid, Dipalmitoylphosphatidylglycerol

    • Author(s)
      H. Matsuki, et al
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS2012)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Stigmasterol and Ergosterol on the Thermotropic Bilayer Phase Behavior of Dipalmitoylphosphatidylcholine

    • Author(s)
      N. Tamai, et al
    • Organizer
      14th International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS2012)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 脂質膜の圧力誘起指組み構造形成:疎水鎖長依存性と形成限界

    • Author(s)
      松木 均, 他
    • Organizer
      材料学会第61期通常総会講演会極限環境フォーラム
    • Place of Presentation
      岡山大学工学部 (岡山県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] ジアシルホスファチジルコリン二重膜の圧力誘起指組み構造化の形成限界

    • Author(s)
      後藤優樹, 他
    • Organizer
      第4回日本生物物理学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学吉田キャンパス (山口県)
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  • [Presentation] エルゴステロール-ジパルミトイルホスファチジルコリン二成分混合二分子膜の相挙動

    • Author(s)
      玉井伸岳, 他
    • Organizer
      第4回日本生物物理学会中国四国支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学吉田キャンパス (山口県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 脂質膜の相状態:膜内分子間相互作用の系統的理解

    • Author(s)
      松木 均
    • Organizer
      第52回生物物理若手の会夏の学校
    • Place of Presentation
      支笏湖ユースホステル (北海道)
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    • Invited
  • [Presentation] リン脂質二重膜の圧力誘起指組み構造形成:疎水鎖長依存性と形成限界

    • Author(s)
      松木 均, 他
    • Organizer
      第50回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス (愛知県)
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  • [Presentation] 圧力摂動熱量法によるジミリストイルホスファチジルコリン二分子膜の緩和挙動の解明への試み

    • Author(s)
      玉井伸岳, 他
    • Organizer
      第50回生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス (愛知県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Preparation of Flexible Micro-glucose Sensor

    • Author(s)
      T. Toda, et al
    • Organizer
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-state Science (PRiME 2012)
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center (USA)
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  • [Presentation] How Do Membranes Response by Applying High Hydrostatic Pressure?

    • Author(s)
      H. Matsuki, et al
    • Organizer
      7th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2012)
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海 (滋賀県)
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  • [Presentation] An Attempt to Determine the Viscoelastic Properties of Phospholipid Bilayer Membranes

    • Author(s)
      N. Tamai, et al
    • Organizer
      7th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2012)
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海 (滋賀県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] High-Pressure Fluorometric Study on the Subgel-Formation of Phosphatidylcholine Bilayer Membrane

    • Author(s)
      M. Goto, et al
    • Organizer
      7th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2012)
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海 (滋賀県)
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  • [Presentation] リン脂質二重膜の圧力誘起膜融合 -巨大単層ベシクルの不可逆的球形成長-

    • Author(s)
      松木 均, 他
    • Organizer
      第53回高圧討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府)
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  • [Presentation] リン脂質二重膜のサブゲル相形成 -非対称型リン脂質膜への高圧蛍光法の適用-

    • Author(s)
      後藤優樹, 他
    • Organizer
      第53回高圧討論会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府)
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  • [Presentation] ウシ血清アルブミンへの吸入麻酔薬ハロセンおよびジエチルエーテルの影響

    • Author(s)
      古山 祐, 他
    • Organizer
      日本化学会第93春期年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス (滋賀県)
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  • [Presentation] DPPC二分子膜におよぼす長鎖脂肪酸の影響(1)相転移温度

    • Author(s)
      杉谷健太, 他
    • Organizer
      日本化学会第93春期年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス (滋賀県)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] DPPC二分子膜におよぼす長鎖脂肪酸の影響(2)膜流動性

    • Author(s)
      西 祐次, 他
    • Organizer
      日本化学会第93春期年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス (滋賀県)
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  • [Book] Interaction of anesthetics with globular proteins, Encyclopedia of Biocolloid and Biointerface Science, (Ed. H. Ohshima)(掲載予定)2015

    • Author(s)
      M. Nishimoto, M. Yamanaka, H. Matsuki
    • Publisher
      Wiley STM
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  • [Book] Thermodynamic analysis of partial molar volume in biocolloidal systems, Encyclopedia of Biocolloid and Biointerface Science, (Ed. H. Ohshima)2015

    • Author(s)
      M. Yamanaka, H. Maekawa, T. Yasui, H. Matsuki
    • Publisher
      Wiley STM(掲載予定)
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  • [Book] Encyclopedia of Biocolloid and Biointerface Science, (Ed. H. Ohshima)2015

    • Author(s)
      M. Nishimoto, M. Yamanaka, H. Matsuki
    • Publisher
      Wiley STM
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  • [Book] 生体物質および生物への高圧力の影響とその作用メカニズム第3節脂質,進化する食品高圧加工技術-基礎から最新の応用事例まで-, (重松亨,西海理之監修)2013

    • Author(s)
      松木均, 玉井伸岳
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス社
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  • [Book] 進化する食品高圧加工技術-基礎から最新の応用事例まで-2013

    • Author(s)
      松木 均, 玉井伸岳
    • Total Pages
      288
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Interaction of serum albumin with anesthetics, Serum Albumin : Structure, Fuctions and Health Impact, (Eds. R. J. Alekseev, A. L. Rebane)2012

    • Author(s)
      M. Nishimoto, M. Yamanaka, H. Matsuki
    • Total Pages
      177
    • Publisher
      Nova Science Publishers
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  • [Book] Serum Albumin: Structure, Fuctions and Health Impact, (Ed. R. J. Alekseev, A. L. Rebane)2012

    • Author(s)
      M. Nishimoto, et al
    • Publisher
      Nova Science Publishers
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  • [Book] 油脂・脂質・界面活性剤データブック2012

    • Author(s)
      松木 均
    • Publisher
      丸善
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bio.tokushima-u.ac.jp/A1/

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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