Elucidation of polymerization mechanism of ion channels and its physiological significance

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K17768
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General physiology; Biophysics
• Research Institution: Kanazawa University (2018-2019); University of Fukui (2017)
• Principal Investigator: Sumikama Takashi 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (30579412)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: イオンチャネル / 細胞膜 / 分子動力学法 / シミュレーション

Outline of Final Research Achievements

The insertion process of monomers of ion channels to membranes and the mechanism of eventual multimeric formation of them are still unknown. In this study, we aimed to reveal them by using the molecular dynamics simulation. The insertion process of the polytheonamide B, one of the smallest ion channel, was clarified at the molecular level. Though the multimeric formation mechanism was not investigated, it was confirmed that the recently suggested electronic continuum correction is significant for precisely describing ion-protein and ion-lipid interaction.

Free Research Field

生物物理学、生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

イオンチャネルがいかにその機能を発揮するかを調べることは、生理的・生物物理学的に重要であるだけでなく、イオンチャネルは神経や筋肉の動きを支配する分子の一つであり、その機能の欠陥による様々な病気が知られているため、社会的にも意義深いものと考える。また、簡便なelectronic continuum correction法がイオンとタンパク質や脂質分子の相互作用の大幅な改善につながることは、今度のシミュレーションにとって不可欠な知識となっていくと考える。