2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism underlying the clustering-dispersion dynamics of the channel protein on the membrane
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26253014
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
老木 成稔 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (10185176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 真幸 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (40452122)
角野 歩 福井大学, 学術研究院医学系部門, 特別研究員 (80717140)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | チャネル / 細胞膜 / 集合・離散 / ゲーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私達はKcsAカリウムチャネルが他の膜蛋白質と同様に細胞膜表面上を動き回るだけでなく、その活性化状態によって集合・離散することを初めて原子間力顕微鏡で明らかにした。この仕組みを明らかにするために、チャネル蛋白質を膜に組み込むとき、チャネルの向きをそろえる方法を確立し、発表した。細胞外側が表面に向いていることをKチャネルに対するペプチド毒を作用させることによって原子間力顕微鏡で証明することができた。この方法によって、従来の膜形成法では膜にチャネルがランダムに配向していることが否定できなくなったが、集合・離散に関しては向きをそろえた場合にも起こることを確認することができた。さらに膜組成を変えたときにチャネルの集合・離散がどう変化するか、を系統的に実験した。この時、温度によって膜の動態の変化とともに、チャネルの集合状態が大きく変化することを見つけた。原子間力顕微鏡による実験は高速測定も含めさらに精度が上がった。
一方、チャネル機能に関しては新しく開発した液滴接触2重膜法によって、膜リン脂質の組成を膜リーフレット毎に変えられることを利用し、チャネル活性へのリン脂質の効果を詳細に検討した。さらに膜組成を急速に変化させる方法を開発し、これにより様々な疎水性分子のチャネルに対する効果が明らかになった。
チャネルの向きをそろえた膜にペプチド毒がどのように結合するか、を高速原子間力顕微鏡で捉えることに成功し、このときチャネルが集合しているときと離散しているときに結合に差が出るかを検討した。
生体膜と比べて膜脂質組成を自由に変化させることのできる脂質平面膜法でチャネルとリン脂質、チャネルと膜の関係について基礎的な情報を蓄積することができた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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