2012 Fiscal Year Annual Research Report
ＫｃｓＡカリウムチャネルｐＨ依存性ゲーティングダイナミクスの一分子構造機能解析
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23370067
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
老木 成稔 福井大学, 医学部, 教授 (10185176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 真幸 福井大学, 医学部, 助教 (40452122)
清水 啓史 福井大学, 医学部, 講師 (50324158)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / ゲーティング / 一分子測定 / 立体構造 / 構造変化 / 単一チャネル電流 / ｐHジャンプ |
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| Research Abstract |
本年度はDXT法におけるpHジャンプ実験法を完成させ、データ収集を行った。同時にデータ解析のためのプログラム開発を行い、すべての実験データを解析中である。中性pHからpH４程度まで効率よく溶液pHをジャンプし、それにより閉構造から開き始める過程を追跡することができた。とくに注目したのはpHジャンプから大きく構造変化をはじめるまでの時間経過、およびその期間におこっている揺らぎである。これと並行して単一チャネル電流によるｐH変化におけるゲーティング特性の実験法を新たに開発し、短時間でしかも繰り返し何度でもジャンプできるシステムをほぼ完成させることができた。これと並行してpH変化における単一チャネルでのゲーティング変化を詳細に捉えた。この測定では長時間記録であるため脂質平面膜に単一のチャネルしか存在しないことが証明でき、真に単一チャネルのゲーティング特性を測定していることになる。さらに活性化ゲートが膜内葉脂質成分により制御されることを発見し、その分子機構が全く新しいものであることを解明することができた。ゲート構造の変化について論文をすでに発表し、さらに新しいpHジャンプ法の関する論文を準備中である。
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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
高輝度放射光施設SPring-8の使用するビームラインの調整が極めて困難であり、また自前で様々な装置を導入する必要があった。またデータの信号雑音比が低いので、回折点を捉え追跡することが難しく、データ解析に膨大な時間を費やすことになった。一方、1分子機能測定法に関しては予想をはるかに超える方法と成果を得ることができ、数報を出版することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの研究の方向性は正しいと判断でき、この方針で最後の年度の研究を進めたい。回折点追跡データを様々な観点から解析し構造変化様式の特徴を抽出する。これらの解析の完成を待って速やかに論文作成に移りたい。平行して進める機能解析などの結果は順次論文発表を進めたい。
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[Journal Article] Biased Brownian Stepping Rotation of FoF1-ATP Synthase Driven by Proton Motive Force.2013
Author(s)
Watanabe, R., Tabata, K.V., Iino, R., Ueno, H., Iwamoto, M., Oiki, S. and Noji, H.
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Journal Title
Nature Commun.
Volume: 4
Pages: 1631
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Functional Equilibrium of the KcsA Structure Revealed by NMR.2012
Author(s)
Imai, S., Osawa, M., Mita, K., Toyonaga, S., Machiyama, A., Ueda, T., Takeuchi, K., Oiki, S. and Shimada, I.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 287
Pages: 39634-39641
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] ATR-FTIR sepectroscopy Revealed the Different Vibrational Modes of the Selectivity Filter Interacting with K+ and Na+ in the Open and Collapsed Conformations of the KcsA Potassium Cahnnel.2012
Author(s)
Furutani, Y., Shimizu, H., Asai, Y., Fukuda, T., Oiki, S. and Kandori, H.
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Journal Title
J. Phys. Chem. Lett.
Volume: 3
Pages: 3806-3810
DOI
Peer Reviewed
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