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2010 Fiscal Year Annual Research Report

蛋白質の構造変化ダイナミクス研究のための1分子科学の基盤を求めて

Research Project

Project/Area Number 21657038
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

老木 成稔  福井大学, 医学部, 教授 (10185176)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩本 真幸  福井大学, 医学部, 助教 (40452122)
Keywords単一チャネル電流 / KcsAチャネル / 変異 / 脂質平面膜法 / chaneoint解析
Research Abstract

KcsAカリウムチャネルの変異体E71Aは選択性フィルター近傍への変異であり、不活性化を示さないので、pH依存性ゲーティングによるヘリックスゲートの振る舞いを明らかにすることができる。E71A変異体を脂質平面膜に再構成し単一チャネル電流記録を行った。この際、脂質平面膜に1分子のチャネルが組み込まれるようにして実験を行った。酸性pHではE71A変異体の開確率はほぼ100%なので、平面膜に1分子しか再構成されていないかどうかは明白である。このような条件で細胞質側のpHを変化させ、pH依存性開確率を求め、pK値とHill係数を求めた。また各pH条件でゲーティングのキネティクス解析を行った。従来のMarkovモデルを前提としたアルゴリズム(隠れマルコフモデル)による解析に加え、changepoint analysisで単一チャネル電流を解析した。この解析で得られたインターバルの持続時間・平均電流・分散を求め、これを3次元プロットとして表現した。これをPatlakらが開発したvariance-mean法をもとに解析を行った。これにより開確率などが簡単に求められただけでなく、従来の解析では捉えにくかったサブレベルを特定することができた。今後、Changepoint analysisのインターバルを統合し、各サブレベルのdwell時間分布を解析し、従来のアルゴリズムで得られた分布と比較検討したい。

  • Research Products

    (19 results)

All 2011 2010

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) Book (5 results)

  • [Journal Article] Cycle Flux Algebra for Ion and Water Flux through the KcsA Channel Single-file Pore Links Microscopic Trajectories and Macroscopic Observables.2011

    • Author(s)
      Oiki S., M.Iwamoto, T.Sumikama
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 6 Pages: e16578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic structure of the polytheonamide B channel studied by normal mode analysis.2011

    • Author(s)
      Mori, T., Kokubo, H., Oiki, S., Okamoto Y.
    • Journal Title

      Molec Sim

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single Molecular Gating Dynamics for KcsA Potassium Channel.2011

    • Author(s)
      Oiki S., H.Shimizu, M.Iwamoto, T.Konno
    • Journal Title

      Adv.Chem.Phys.

      Volume: (In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] イオンチャネルタンパク質の構造変化を追う.2011

    • Author(s)
      老木成稔
    • Journal Title

      パリティ

      Volume: 26 Pages: 52-56

  • [Journal Article] A Mesoscopic Approach to Understanding the Mechanisms Un derlying the Ion Permeation on the Discrete-State Diagram.2010

    • Author(s)
      Oiki S., M.Iwamoto, T.Sumikama
    • Journal Title

      J.Gen.Physiol.

      Volume: 136 Pages: 363-365

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A cytotoxic peptide from a marine sponge exhibits ion channel activity through vectorial-insertion into the membrane.2010

    • Author(s)
      Iwamoto, M., H.Shimizu, I.Muramatsu, S.Oiki
    • Journal Title

      FEBS Lett.

      Volume: 584 Pages: 3995-3999

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] KcsAチャネル蛋白質の1分子測定による構造ゆらぎと機能ゆらぎ2010

    • Author(s)
      老木成稔
    • Journal Title

      Medical Bio

      Volume: 10別冊 Pages: 55-60

  • [Presentation] FLUCUATION OF ION AND WATER FLUX THROUGH THE KcsA POTASSIUM CHANNEL.2010

    • Author(s)
      S.Oiki, M.Iwamoto, T.Sumikama
    • Organizer
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」平成22年度第4回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      大津市
    • Year and Date
      2010-11-30
  • [Presentation] 新奇異常ペプチドの-方向膜挿入による-価陽イオン選択性ポアの形成2010

    • Author(s)
      岩本真幸、老木成稔
    • Organizer
      日本生物物理学会第48回年会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] カリウムチャネルと揮発性麻酔薬の分子作用-脂質平面膜法による実験系の確率をめざして-2010

    • Author(s)
      松木悠佳, 岩本真幸, 三田建一郎, 老木成稔, 重見研司
    • Organizer
      日本麻酔科学会東海・北陸支部第8回学術集会
    • Place of Presentation
      福井市
    • Year and Date
      2010-09-04
  • [Presentation] イオンチャンネル蛋白質(KcsA)の構造・機能1分子測定2010

    • Author(s)
      老木成稔
    • Organizer
      名古屋大学大学院医学系研究科
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2010-07-09
  • [Presentation] KcsAチャネル蛋白質の1分子測定による構造ゆらぎと機能ゆらぎの相関2010

    • Author(s)
      老木成稔
    • Organizer
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」平成22年度合同班会議
    • Place of Presentation
      加賀市
    • Year and Date
      2010-06-29
  • [Presentation] 海綿由来細胞毒性ペプチドポリセオナミドBのイオンチャネル活性および細胞膜挿入機構2010

    • Author(s)
      岩本真幸, 清水啓史, 村松郁延, 松永茂樹, 老木成稔
    • Organizer
      第87回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡市
    • Year and Date
      2010-05-20
  • [Presentation] 不活性化しない変異体であるE71A変異体を用いたKcsAカリウムチャネルのpH依存性2010

    • Author(s)
      松木悠佳, 岩本真幸, 清水啓史, 老木成稔
    • Organizer
      第87回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡市
    • Year and Date
      2010-05-19
  • [Book] チャネル研究のための脂質平面膜法.「新パッチクランプ実験技術法」岡田泰伸編2011

    • Author(s)
      老木成稔
    • Total Pages
      153-183
    • Publisher
      吉岡書店
  • [Book] 序論:イオンチャネル.「新パッチクランプ実験技術法」岡田泰伸編2011

    • Author(s)
      老木成稔
    • Publisher
      吉岡書店(印刷中)
  • [Book] The Planar Lipid Bilayer Method for the Study of Channel Molecules. "Modern Patch Clamp Techniques" Y. Okada, Ed.2011

    • Author(s)
      Oiki, S.
    • Publisher
      Springer-Verlag(In press)
  • [Book] Prologue : The Ion Channel. "Modern Patch Clamp Techniques" Y.Okada, Ed.2011

    • Author(s)
      Kukita F., S.Oiki
    • Total Pages
      1-18
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Book] Single-Channel Structure-Function Dynamics : The Gating of Potas sium Channels. "Cell Signaling Reactions : Single-Molecular Kinetic Analysis". Eds. Y. Sako and M. Ueda2010

    • Author(s)
      Oiki S.
    • Total Pages
      79-105
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2012-07-19  

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