2022 Fiscal Year Annual Research Report
Single molecule measurement of ligand bindings to the acetylcholine receptor channel
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18K06157
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
井出 徹 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (60231148)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / １分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は１分子蛍光計測と単一チャネル電流記録を同時に可能とすることである。局在プラズモン共鳴を利用した蛍光色素１分子の観察装置と微小電流記録装置を融合させることを目指した。前年度までに各々の要素技術の開発には成功しているので、今年度は引き続き要素技術の改良と装置全体の整合を行った。
i）プローブ（電極）：本研究では金線を電気化学的に研磨し、先端を鋭利（先端曲率半径<100nm）にすることによって蛍光増強に利用してきたが、安定して同一形状のプローブを作製することが極めて難しい。そのため、引き続き研磨条件（プローブの材質・サイズ、研磨溶液、印加電圧など）を検討した。特に、電解研磨によるプローブ先端の「削り過ぎ」を防ぐため、研磨終了と同時に研磨電流を遮断する装置を作製した（研磨終了に伴う急激な電圧降下を微分回路で検出、電源をOFFにする）。これにより、プローブの「歩留まり」が改良された。
ⅱ）電流計測は、上記金電極表面に固定したチャネルタンパクを直接人工膜に挿入する新しい電流計測法を用いている。これまでに、人工膜へのチャネル組込効率を上げるため、使用する界面活性剤の種類、チャネルタンパクの金電極表面への固定法（各種TAG、電極表面とタンパクを繋ぐPEGリンカーの鎖長など）、膜融合の利用など網羅的に至適条件を検索してきた。一般に、チャネルタンパクの人工膜への組込効率はチャネルの種類に大きく依存するが、上記により、チャネルタンパクの人工膜への組込効率が向上し、装置の汎用性が高まった。
ⅲ）副次的な成果として、引き続き上記の電流計測法を用いたイオンチャネルタンパクの高効率測定装置の開発も手がけた。
ⅳ)金電極先端に固定したチャネルタンパクを人工膜に挿入し、阻害剤との相互作用を１分子計測した。
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