2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of the clustering-dispersion dynamics coupled to the channel gating.
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
16H00759
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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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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / 脂質二重膜 / in vitro転写翻訳 / チャネル形成毒素 / コレステロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チャネルの動態を一分子レベルで明らかにするために、脂質平面膜にチャネルを再構成し、チャネル機能と構造変化、さらに膜内での離合集散状態を原子間力顕微鏡によってとらえることが目的である。
まず技術的に向きを揃えてチャネルを膜に組み込むことに成功した。原子間力顕微鏡でチャネルの細胞外表面構造を明らかにしただけでなく、この面に特異的に結合するペプチド毒を作用させ、その結合を捉えることでチャネルの向きを証明した。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。この方法を元に、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、リン脂質組成で集合状態が大きく変わることを明らかにした。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、膜の脂質組成を急速に変化させることに成功した。この方法により脂質2重膜に急速にコレステロールを加えるとKcsAカリウムチャネルは直ちにその活性を消失した。しかしコレステロールの注入を止めると、チャネル機能は短時間で回復した。このような可逆的なチャネル機能制御が明らかになったのは初めてである。
他のリン脂質組成では脂質2重膜を形成できないことがあった。これは当該リン脂質の相転移温度が室温より高いからである。このような場合、チェンバーの温度を急速に上げることで脂質2重膜が形成された。十分高い温度になればどんなリン脂質組成でも脂質2重膜が形成できることになり、実験の多様性が広がった
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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