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2013 Fiscal Year Final Research Report

Development of the epithelium-like complex membrane system

Research Project

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Project/Area Number 24659096
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field General physiology
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

OIKI Shigetoshi  福井大学, 医学部, 教授 (10185176)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords脂質平面膜 / 液滴界面2重膜法 / 溶液急速灌流
Research Abstract

To develop the epithelium-like complex membrane system, we start to establish a single-membrane system with a reproducible way. Compared to the conventional droplet interface bilayer method, the size of the droplet was decreased to one tenth, and the background noise was substantially attenuated. The asymmetric membrane was formed by adding different liposomes composed of distinct lipid compositions to the droplets. We revealed that the gating of the KcsA potassium channel was regulated by the acidic lipid in the inner leaflet of the membrane. The rapid perfusion system was introduced into the bilayer system, in which two glass pipettes were inserted into one of the droplet. The solution was exchanged within several tens of ms, and the pH-dependent activation of the KcsA channel was readily measured.

  • Research Products

    (44 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (10 results) Presentation (23 results) Book (5 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Gating-associated clustering-dispersion dynamics of the KcsA potassium channel in a lipid membrane2014

    • Author(s)
      Sumino, A., Yamamoto, D., Iwamoto, M., Dewa, T., and Oiki, S.
    • Journal Title

      J . Phys. Chem. Lett.

      Volume: 5 Pages: 578-584

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2014.03.050

  • [Journal Article] Paradoxical one-ion pore behavior of a longβ-helical peptide of marine cytotoxic polytheonamide2014

    • Author(s)
      Iwamoto, M., Matsunaga, S. and Oiki, S.
    • Journal Title

      B. Sci. Rep.

      Volume: 4 Pages: 3636 (1-7)

    • DOI

      10.1021/jz402491t

  • [Journal Article] The"ambivalent"snug-fit sites in the KcsA potassium channel probed by"3D-RISM microscopy"2014

    • Author(s)
      Phongphanphanee, S., Yoshida, N., Oiki, S. and Hirata, F.
    • Journal Title

      Pure and Applied Chemistry

      Volume: 86 Pages: 97-104

    • DOI

      10.1515/pac-2014-5018

  • [Journal Article] The synergic modeling for the binding of fluoroquinolone antibiotics to the hERG potassium channel2014

    • Author(s)
      Ryu, S., Imai, Y.N., S. Oiki
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 23 Pages: 3848-3851

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2013.04.074

  • [Journal Article] Structural changes of the KcsA potassium channel upon application of the electrode potential studied by surface-enhanced IR absorption spectroscopy2013

    • Author(s)
      Yamakata, A., Shimizu, H., Osawa, M. and Oiki, S.
    • Journal Title

      Chemical Physics

      Volume: 419 Pages: 224-228

  • [Journal Article] Biased Brownian Stepping Rotation of F_oF_1-ATP Synthase Driven by Proton Motive Force2013

    • Author(s)
      Watanabe, R., Tabata, K.V., Iino, R., Ueno, H., Iwamoto, M., Oiki, S. and Noji, H.
    • Journal Title

      Nature Commun

      Volume: 4 Pages: 1631

    • DOI

      10.1038/ncomms2631

  • [Journal Article] The Open Gate Structure of the Membrane-Embedded KcsA Potassium Channel Viewed From the Cytoplasmic2013

    • Author(s)
      Sumino, A., Sumikama, T., Iwamoto, M., Dewa, T., and Oiki, S.
    • Journal Title

      Side. Sci. Rep.

      Volume: 3 (注目の論文) Pages: 1063 (1-7)

    • DOI

      10.1038/srep01063

  • [Journal Article] The amphipathic antenna of an inward rectifier K^+ channel responds to changes in the inner membrane leaflet2013

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

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 110 Pages: 749-754

    • DOI

      10.1073/pnas.1217323110

  • [Journal Article] ATR-FTIR Spectroscopy Revealed the Different Vibrational Modes of the Selectivity Filter Interacting with K^+ and Na^+ in the Open and Collapsed Conformations of the KcsA Potassium Channel2012

    • Author(s)
      Furutani, Y., Shimizu, H., Asai, Y., Fukuda, T., Oiki, S. and Kandori, H.
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 3 Pages: 3806-3810

    • DOI

      10.1021/jz301721f

  • [Journal Article] Functional Equilibrium of the KcsA Structure Revealed by NMR2012

    • Author(s)
      Imai, S., Osawa, M., Mita, K., Toyonaga, S., Machiyama, A., Ueda, T., Takeuchi, K., Oiki, S. and Shimada, I.
    • Journal Title

      J . Biol. Chem.

      Volume: 287 Pages: 39634-39641

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.401265

  • [Presentation] チャネル機能の再構成と再生 : ポスト結晶時代の単一チャネル研究2014

    • Author(s)
      老木成稔
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 鹿児島市
    • Year and Date
      20140316-18
  • [Presentation] 膜脂質組成がKcsAカリウムチャネルの不活性化ゲート開閉に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      岩本真幸・老木成稔
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 鹿児島市
    • Year and Date
      20140316-18
  • [Presentation] ポリセオナミドBチャネルのプロトン透過 : 単一チャネル電流記録とプロトン透過モデル2014

    • Author(s)
      松木悠佳・岩本真幸・松永茂樹・老木成稔
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 鹿児島市
    • Year and Date
      20140316-18
  • [Presentation] カリウムイオンチャネルKasAのゲート開閉と連動した膜中集合・離散挙動 : 原子間力顕微鏡による直接観察2014

    • Author(s)
      角野歩・山本大輔・岩本真幸・出羽毅久・老木成稔
    • Organizer
      第91回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 鹿児島市
    • Year and Date
      20140316-18
  • [Presentation] チャネル蛋白質と水動態2014

    • Author(s)
      老木成稔
    • Organizer
      研究会「水シグナリングの分子動態から病態へ」
    • Place of Presentation
      福井市地域交流プラザAossa, 福井市
    • Year and Date
      20140305-06
  • [Presentation] Membrane lipids modulate the inactivation gating of the KcsA potassium channel2014

    • Author(s)
      M. Iwamoto, S. Oiki
    • Organizer
      Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, Moscone Center (San Francisco, Califolnia, USA)
    • Year and Date
      20140215-19
  • [Presentation] Hydrophobic Cavity in the Potassium Channels : Anomalous Nanospace Controlling Ion Condition2013

    • Author(s)
      T. sumimaka, S. Saito, S. Oiki
    • Organizer
      3rd International Conference on Molecular Sumilation
    • Place of Presentation
      Kobe International Conference Center, 神戸市
    • Year and Date
      20131118-20
  • [Presentation] 最新イオンチャネル1分子科学 : 素過程から疾患克服まで2013

    • Author(s)
      老木成稔
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都市
    • Year and Date
      20131028-30
  • [Presentation] カリウムイオンチャネルKasAのゲート開閉と連動した膜脂質内での集合・離散ダイナミクス2013

    • Author(s)
      角野歩・山本大輔・岩本真幸・出羽毅久・老木成稔
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都市
    • Year and Date
      20131028-30
  • [Presentation] K^+チャネルの中心空洞内の水の配向は静電的相互作用を増強する2013

    • Author(s)
      炭竈享司・斉藤真司・老木成稔
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都市
    • Year and Date
      20131028-30
  • [Presentation] 負に帯電した膜内葉表面でのアミノ末端両親媒性へリックスの回転がKcsAカリウムチャネルの開状態を安定化する2013

    • Author(s)
      岩本真幸・老木成稔
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都市
    • Year and Date
      20131028-30
  • [Presentation] 高時間分解能で蛋白質の分子揺らぎと構造変化を計測するためのX線1分子動態計測法の開発2013

    • Author(s)
      清水啓史・岩本真幸・老木成稔
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場, 京都市
    • Year and Date
      20131028-30
  • [Presentation] 心電図QT時間におけるKチャネルへのMgイオンの効果とその分子機構2013

    • Author(s)
      松木悠佳・三田建一郎・岩本真幸・重見研司・老木成稔
    • Organizer
      第34回日本循環制御医学会総会
    • Place of Presentation
      福井県県民ホール, 福井市
    • Year and Date
      20130600
  • [Presentation] KcsAカリウムチャネルの活性化ゲート開閉に影響を及ぼす細胞内脂質センサー部位の同定2013

    • Author(s)
      岩本真幸・老木成稔
    • Organizer
      第90回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀, 東京
    • Year and Date
      20130327-29
  • [Presentation] ポリセオアミドBのプロトン透過とpH依存性ゲーティング2013

    • Author(s)
      松木悠佳・三田建一郎・炭竈享司・岩本真幸・清水啓史・老木成稔
    • Organizer
      第90回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀, 東京
    • Year and Date
      20130327-29
  • [Presentation] Pdependency of ion permeation pattern on K+ concentration through the Kv1.2 channel2013

    • Author(s)
      T.Sumikama, S.Saito, S.Oiki
    • Organizer
      Biophysical Society 57th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Baltimore, Maryland, USA
    • Year and Date
      20130202-03
  • [Presentation] The sensing sites for the mambrane inner lipids regulate the activation gating of the KcsA potassium channel2013

    • Author(s)
      M.Iwamoto, S.Oiki
    • Organizer
      Biophysical Society 57th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Baltimore, Maryland, USA
    • Year and Date
      20130202-03
  • [Presentation] MEMBRANE LIPID-SENSITIVE GATING OF THE KcsA POTASSIUM CHANNEL2012

    • Author(s)
      S.Oiki, M.Iwamoto
    • Organizer
      揺らぎが機能を決める生命分子の科学公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都市
    • Year and Date
      20121205-06
  • [Presentation] KcsAカリウムチャネル活性に影響を及ぼすリン脂質作用部位の同定2012

    • Author(s)
      岩本真幸・老木成稔
    • Organizer
      日本生物物理学会第50回年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋市
    • Year and Date
      20120922-24
  • [Presentation] KcsAカリウムイオンチャネルの溶液条件変化応答1分子開閉ダイナミクスの解析2012

    • Author(s)
      清水啓史・岩本真幸・A. Royant・D. Setten・L.Guerin・青木義満・M. Wulff・老木成稔
    • Organizer
      日本生物物理学会第50回年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋市
    • Year and Date
      20120922-24
  • [Presentation] Kv1.2チャネルでの選択的イオン透過2012

    • Author(s)
      老木成稔・炭竈享司・斉藤真司
    • Organizer
      日本生物物理学会第50回年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋市
    • Year and Date
      20120922-24
  • [Presentation] カリウムチャネルの選択透過性とゲーティング2012

    • Author(s)
      老木成稔・岩本真幸・炭竈享司・清水啓史
    • Organizer
      平成24年度生理学研究所研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンフェファレンスセンター, 岡崎市
    • Year and Date
      20120906-07
  • [Presentation] サブミリ秒時間スケールでのKcsAカリウムイオンチャネル開閉構造変化の1分子動画計測2012

    • Author(s)
      清水啓史・岩本真幸・今野卓・A. Royant, D. Setten・L. Guerin・M. Wulff・老木成稔
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 名古屋市
    • Year and Date
      20120620-22
  • [Book] イオン透過装置:イオンチャネル、野地博行編、化学フロンティア23「1分子ナノバイオ科学の新パラダイム〜極限計測と理論,分子からシステムへ」2014

    • Author(s)
      老木成稔
    • Publisher
      化学同人(印刷中)
  • [Book] イオンチャネル:チャネルとその機能をつなぐ膜寺嶋正秀編『揺らぎ・ダイナミクスと生体機能―物理化学的視点から見た生体分子―』2013

    • Author(s)
      老木成稔
    • Total Pages
      347(253-266)
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] Gating Dynamics of the Potassium Channel Pore. Comprehensive Biophysics. Edward Egelman Ed. Volume 6. Channel Proteins, Mauricio Montal Ed, 31-672012

    • Author(s)
      Oiki, S
    • Total Pages
      245
    • Publisher
      Oxford : Academic Press (978-0-12-374920-8)
  • [Book] "Chapter 16. Planar Lipid Bilayer Method for Studying Channel Molecules."Y. Okada Ed. Patch Clamp Techniques : From Beginning to Advanced Protocols. Springer Protocols Handbooks, 229-2752012

    • Author(s)
      Oiki, S
    • Total Pages
      439
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Book] "Chapter 1. Prologue : The Ion Channel."Y. Okada Ed. Patch Clamp Techniques : From Beginning to Advanced Protocols. Springer Protocols Handbooks, 1-192012

    • Author(s)
      Kukita, F. and S. Oiki
    • Total Pages
      439
    • Publisher
      Springer-Verlag
  • [Remarks] 老木成稔:イオンチャネルの動的構造と分子機構解明のための1分子研究.科研費NEWS2013年度Vol.2, 17, 2013

  • [Remarks] 日本生理学会 サイエンストピックスNo. 82岩本真幸(老木成稔):K^+チャネルが細胞膜の脂質の環境を感じ取り活性を制御する機構の解明

  • [Remarks] 日本生理学会 サイエンストピックスNo. 92角野歩(老木成稔):カリウムチャネルKcsAのゲート開閉と連動した膜中集合・離散ダイナミクス

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質平面膜を形成するための貫通孔を有するガラス基板、およびその製造方法と用途2013

    • Inventor(s)
      老木 成稔・岩本真幸
    • Industrial Property Rights Holder
      老木 成稔・岩本真幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-155692号
    • Filing Date
      2013-07-26
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 変異型HERGチャネル発現細胞およびその用途2011

    • Inventor(s)
      柳承希・明貝俊彦・今井友美・老木 成稔
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人福井大学・武田薬品 工業株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2005-269153号
    • Acquisition Date
      2011-09-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シス-トランス液流方式によるイオンチャネル解析方法と、その方法に使用するイオンチャネル解析装置2010

    • Inventor(s)
      老木 成稔・山内紀宏・坪田圭介
    • Industrial Property Rights Holder
      老木 成稔・轟産業株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2004-153209号
    • Acquisition Date
      2010-05-21

URL: 

Published: 2015-06-25  

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