2012 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光色素を利用したイオンチャネルの開閉機構の可視化
Publicly Offered Research
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
23113519
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| Research Institution | The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries |
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Principal Investigator |
平野 美奈子 光産業創成大学院大学, その他の研究科, 講師 (80585167)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / 1分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオンチャネルの機能は、イオンの流れを電流として捉えることで、1分子レベルで詳細に測定できる。しかしながら、チャネルの構造に関する情報は構造解析などからの特定の状態でのスナップショットしかなく、機能しているチャネルの構造の遷移は未だ明らかではない。本研究では、チャネルの分子実体を理解するために、以前我々が開発した構造・機能同時計測装置を用いて、機能しているチャネルの構造状態を1分子レベルで計測し、その構造機能相関を明らかにすることを目的とし、以下の4つを行った。
1.蛍光色素を用いたKcsAチャネルの構造変化の検出. 以前多分子系でKcsAチャネルの開・閉状態を蛍光色素、テトラメチルローダミン(TMR)を用いて捉えることに成功した。今回、不活性化条件でも活性を示す開状態模倣変異体、E146Q、の構造状態を同様に調べた結果、E146Qの構造状態は野生型の開状態と異なるものであったことから、KcsAには中間状態が存在することが示唆された。
2．KcsAチャネルの1分子レベルでの構造変化の可視化. 以前多分子系でTMRを用いてKcsAチャネルの開閉を明らかにした標識部位で、今回1分子レベルでも固体支持膜に再構成したKcsAの開閉を蛍光のオン・オフとして明確に捉えることができた。
3. 同時計測系の改良. 最近、構造・機能同時計測装置に、新たなチャネル再構成法を組み込み、改良した。本研究では、事前にチャネルの疎水部を保護剤で保護することで、さらにチャネルの膜への組み込み効率を上げることに成功した。
4. 1分子、実時間でのKcsAチャネルの構造変化と機能変化の同時計測. 3.で改良した同時計測装置を用い、膜に再構成されたTMR標識KcsAチャネルの電気的・光学的計測を行った。その結果、チャネル活性が見られ、TMRの蛍光を輝点として捉えることができた。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] M. Hirano, Y. Onishi, D. Okuno, T. Ide2012
Author(s)
The KcsA channel cytoplasmic domain effects on the inactivation gating
Organizer
Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions, The 6th International Symposium
Place of Presentation
京都
Year and Date
2012-12-06 – 2012-12-06
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