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膜電位存在下におけるイオンチャネルの機能と構造変化の1分子同時計測

研究課題

研究課題/領域番号 15H04675
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関福井大学

研究代表者

清水 啓史  福井大学, 学術研究院医学系部門, 講師 (50324158)

研究分担者 岩本 真幸  福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (40452122)
平井 義和  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (40452271)
研究協力者 田畑 修  京都大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20288624)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード1分子計測 / 蛋白質 / X線回折 / イオンチャネル / タンパク質 / X線 / 1分子計測(SMD) / マイクロ・ナノデバイス / X線
研究成果の概要

イオンチャネル蛋白質は細胞内外のイオンの通り道となっている蛋白質であり、機能する際に通り道が開閉する様は1分子電流計測法によって、1分子で計測できる。また、KcsAカリウムイオンチャネルは初めて原子分解能で立体構造が明らかになったイオンチャネル蛋白質である。研究代表者らはX線1分子動態計測法を用いてKcsAカリウムイオンチャネル蛋白質の構造変化を1分子で動画計測することに成功していた。本研究ではイオンチャネル蛋白質の機能と構造変化を同時計測することを目指して、同時観測チャンバー開発、観測プローブ開発に取り組んだ。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Concurrent In Vitro Synthesis and Functional Detection of Nascent Activity of the KcsA Channel under a Membrane Potential2018

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto M, Elfaramawy MA, Yamatake M, Matsuura T, Oiki S
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: 7 号: 4 ページ: 1004-1011

    • DOI

      10.1021/acssynbio.7b00454

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 総説:MEMS研究と応用の最新動向2017

    • 著者名/発表者名
      平井義和
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 68 ページ: 360-366

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane Perfusion of Hydrophobic Substances Around Channels Embedded in the Contact Bubble Bilayer2017

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto M, Oiki S
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 6857-6857

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07048-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Channel Formation and Membrane Deformation via Sterol-Aided Polymorphism of Amphidinol 32017

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto M, Sumino A, Shimada E, Kinoshita M, Matsumori N, Oiki S
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 10782-10782

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11135-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature-Jump effects on the single molecular dynamics of the KcsA Potassium Channels2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimizu, Masayuki Iwamoto
    • 雑誌名

      J. Physiol. Sci.

      巻: 67 Suppl

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] “Effects of cholesterol on the function of the KcsA potassium channel”2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Iwamoto, Shigetoshi Oiki
    • 雑誌名

      J. Physiol. Sci.

      巻: 67 Suppl

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Specific interactions between alkali metal cations and the KcsA channel studied using ATR-FTIR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Furutani, H. Shimizu, Y. Asai, S. Oiki, H. Kndori
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 12 号: 0 ページ: 37-45

    • DOI

      10.2142/biophysico.12.0_37

    • NAID

      130005098800

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface-enhanced IR absorption spectroscopy of the KcsA potassium channel upon application of an2015

    • 著者名/発表者名
      A. Yamakata, H. Shimizu, S. Oiki
    • 雑誌名

      Phys Chem Chem Phys.

      巻: 17 号: 33 ページ: 21104-21111

    • DOI

      10.1039/c5cp02681d

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] KcsAチャネル開閉構造変化の遷移過程における立体構造安定性地形2018

    • 著者名/発表者名
      清水啓史、岩本真幸
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 感光性基板接合材料を用いたX線1分子動態計測用マイクロ流体デバイスの作製2018

    • 著者名/発表者名
      森保彰, 田渕友樹, 平井義和, 清水啓史, 土屋智由, 田畑修
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Method for Recording Single-Molecule Dynamics of Proteins in a Sub-millisecond time resolution2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimizu
    • 学会等名
      Pacific Rim Nano Medicine Symposium 2018 -The 9th Japan-Taiwan Symposium on Nanomedicine-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KcsAカリウムイオンチャネルの1分子運動に対する試料温度ジャンプの影響2017

    • 著者名/発表者名
      清水啓史、岩本真幸
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松、浜松
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コレステロールがKcsAカリウムチャネル機能に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸、老木成稔
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松、浜松
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Single-Molecule Fluctuations and Conformational Changes of KcsA Potassium Channels2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimizu
    • 学会等名
      The 8th Japan-Taiwan symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      Academia Sinica, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低X線散乱ノイズ観測チャンバー開発による蛋白質1分子構造変化計測2017

    • 著者名/発表者名
      清水啓史, 田渕友樹, 田原樹生, 岩本真幸, 平井義和, 土屋智由, 田畑修
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 電気学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Structural Stabilities during Gating Transitions in KcsA Potassium Channel Revealed by Single-Molecule Dynamics Recordings2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimizu, Masayuki Iwamoto.,
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] An Approach to Structural Analysis of a Small Membrane Protein KcsA by Cryo-electron Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Takazaki, Hirofumi Shimizu, Naoko Kajimura, Kaoru Mistuoka, Takuo Yasunaga
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ingle -Molecule Recordings of Gating Motions of KcsA Potassium Channels at Sub-millisecond Time Resolution2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shimizu
    • 学会等名
      Conformational Ensembles from Experimental Data and Computer Simulations., Biophysical Society thematic meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線1 分子動態計測法への試料温度ジャンプシステムの導入2016

    • 著者名/発表者名
      清水啓史、岩本真幸
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオンチャネル機能に対する膜脂質効果の解析に向けた脂質二重膜組成の迅速変更法2016

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸、老木成稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 生体膜を模倣した安定な人工脂質二重膜の作成2016

    • 著者名/発表者名
      老木成稔、岩本真幸
    • 学会等名
      バイオジャパン2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photoresist Micro-Chamber for the Diffracted X-ray Tracking Method Recording Single-Molecule Conformational Changes2016

    • 著者名/発表者名
      Kio Tahara, Yoshikazu Hirai, Hirofumi Shimizu, Toshiyuki Tsuchiya, Osamu Tabata
    • 学会等名
      The 30th EUROSENSORS (EUROSENSORS XXX)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオンチャネルの1分子構造変化計測2016

    • 著者名/発表者名
      清水啓史
    • 学会等名
      第一回イオンチャネル研究会
    • 発表場所
      福岡大学、福岡
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] KcsA チャネルゲーティングの膜脂質依存性2016

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸
    • 学会等名
      第一回イオンチャネル研究会
    • 発表場所
      福岡大学、福岡
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 膜脂質がカリウムイオンチャネルのゲート開閉を制御する分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸
    • 学会等名
      蛋白研セミナー
    • 発表場所
      大阪大学蛋白質研究所、吹田
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 蛋白質の分子揺らぎと構造変化を計測するX線1分子動態計測法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      清水啓史
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会、シンポジウム「動的構造生命科学を拓く新発想測定技術」(招待講演)
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3次元微細加工技術を応用したX線1分子動態計測用低ノイズマイクロチャンバの開発2015

    • 著者名/発表者名
      田原樹生,平井義和,清水啓史,土屋智由,田畑 修
    • 学会等名
      電気学会総合研究会 E部門総合研究会
    • 発表場所
      福岡県 九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 脂質二重膜形成器2017

    • 発明者名
      老木成稔、岩本真幸
    • 権利者名
      老木成稔、岩本真幸
    • 産業財産権種類
      意匠
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 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2016

    • 発明者名
      老木成稔、岩本真幸
    • 権利者名
      老木成稔、岩本真幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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