• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

蛋白質の構造変化ダイナミクス研究のための1分子科学の基盤を求めて

研究課題

研究課題/領域番号 21657038
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関福井大学

研究代表者

老木 成稔  福井大学, 医学部, 教授 (10185176)

研究分担者 岩本 真幸  福井大学, 医学部, 助教 (40452122)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード単一チャネル電流 / KcsAチャネル / 変異 / 脂質平面膜法 / chaneoint解析 / チャネル / 構造変化 / ゲーティング / 構造機能相関 / 一分子計測
研究概要

KcsAカリウムチャネルの変異体E71Aは選択性フィルター近傍への変異であり、不活性化を示さないので、pH依存性ゲーティングによるヘリックスゲートの振る舞いを明らかにすることができる。E71A変異体を脂質平面膜に再構成し単一チャネル電流記録を行った。この際、脂質平面膜に1分子のチャネルが組み込まれるようにして実験を行った。酸性pHではE71A変異体の開確率はほぼ100%なので、平面膜に1分子しか再構成されていないかどうかは明白である。このような条件で細胞質側のpHを変化させ、pH依存性開確率を求め、pK値とHill係数を求めた。また各pH条件でゲーティングのキネティクス解析を行った。従来のMarkovモデルを前提としたアルゴリズム(隠れマルコフモデル)による解析に加え、changepoint analysisで単一チャネル電流を解析した。この解析で得られたインターバルの持続時間・平均電流・分散を求め、これを3次元プロットとして表現した。これをPatlakらが開発したvariance-mean法をもとに解析を行った。これにより開確率などが簡単に求められただけでなく、従来の解析では捉えにくかったサブレベルを特定することができた。今後、Changepoint analysisのインターバルを統合し、各サブレベルのdwell時間分布を解析し、従来のアルゴリズムで得られた分布と比較検討したい。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (14件) 図書 (6件)

  • [雑誌論文] Cycle Flux Algebra for Ion and Water Flux through the KcsA Channel Single-file Pore Links Microscopic Trajectories and Macroscopic Observables.2011

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

      PLoS ONE

      巻: 6

    • NAID

      120003072326

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic structure of the polytheonamide B channel studied by normal mode analysis.2011

    • 著者名/発表者名
      Mori, T., Kokubo, H., Oiki, S., Okamoto Y.
    • 雑誌名

      Molec Sim

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Molecular Gating Dynamics for KcsA Potassium Channel.2011

    • 著者名/発表者名
      Oiki S., H.Shimizu, M.Iwamoto, T.Konno
    • 雑誌名

      Adv.Chem.Phys.

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオンチャネルタンパク質の構造変化を追う.2011

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 雑誌名

      パリティ

      巻: 26 ページ: 52-56

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] A Mesoscopic Approach to Understanding the Mechanisms Un derlying the Ion Permeation on the Discrete-State Diagram.2010

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

      J.Gen.Physiol.

      巻: 136 ページ: 363-365

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A cytotoxic peptide from a marine sponge exhibits ion channel activity through vectorial-insertion into the membrane.2010

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto, M., H.Shimizu, I.Muramatsu, S.Oiki
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 584 ページ: 3995-3999

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] KcsAチャネル蛋白質の1分子測定による構造ゆらぎと機能ゆらぎ2010

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 雑誌名

      Medical Bio

      巻: 10別冊 ページ: 55-60

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Single Molecular Gating Dynamics for KcsA Potassium Channel2010

    • 著者名/発表者名
      Oiki, S., H.Shimizu, M.Iwamoto, T.Konno
    • 雑誌名

      Adv.Chem.Phys. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Docking Model of Drug Binding to the Human Ether-a-go-go Potassium Channel Guided by Tandem Dimer Mutant Patch-Clamp Data : A Synergic Approach2009

    • 著者名/発表者名
      Imai, Y.N., S.Ryu, S.Oiki
    • 雑誌名

      J.Med.Chem. 52

      ページ: 1630-1638

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of Proton Permeation through a Voltage-Gated Proton Channel2009

    • 著者名/発表者名
      Kuno, M., H.Ando, H.Morihata, H.Sakai, H.Mori, M.Sawada, S.Oiki
    • 雑誌名

      J.Gen.Physiol. 134

      ページ: 191-205

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X線一分子追跡法により明らかになったKcsAカリウムチャネルの開閉機構2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 雑誌名

      放射光 22

      ページ: 183-191

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] FLUCUATION OF ION AND WATER FLUX THROUGH THE KcsA POTASSIUM CHANNEL.2010

    • 著者名/発表者名
      S.Oiki, M.Iwamoto, T.Sumikama
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」平成22年度第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      大津市
    • 年月日
      2010-11-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新奇異常ペプチドの-方向膜挿入による-価陽イオン選択性ポアの形成2010

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸、老木成稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会第48回年会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-09-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] カリウムチャネルと揮発性麻酔薬の分子作用-脂質平面膜法による実験系の確率をめざして-2010

    • 著者名/発表者名
      松木悠佳, 岩本真幸, 三田建一郎, 老木成稔, 重見研司
    • 学会等名
      日本麻酔科学会東海・北陸支部第8回学術集会
    • 発表場所
      福井市
    • 年月日
      2010-09-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] イオンチャンネル蛋白質(KcsA)の構造・機能1分子測定2010

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      名古屋大学大学院医学系研究科
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-07-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] KcsAチャネル蛋白質の1分子測定による構造ゆらぎと機能ゆらぎの相関2010

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      新学術領域研究「揺らぎと生体機能」平成22年度合同班会議
    • 発表場所
      加賀市
    • 年月日
      2010-06-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 海綿由来細胞毒性ペプチドポリセオナミドBのイオンチャネル活性および細胞膜挿入機構2010

    • 著者名/発表者名
      岩本真幸, 清水啓史, 村松郁延, 松永茂樹, 老木成稔
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2010-05-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 不活性化しない変異体であるE71A変異体を用いたKcsAカリウムチャネルのpH依存性2010

    • 著者名/発表者名
      松木悠佳, 岩本真幸, 清水啓史, 老木成稔
    • 学会等名
      第87回日本生理学会大会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2010-05-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Structural and Functional Fluctuations of the KcsA Potassium Channel2009

    • 著者名/発表者名
      Oiki, S, H.Shimizu, M.Iwamoto, T.Konno
    • 学会等名
      The 3^<rd> International Symposium : Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-12-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] チャネルゲーティングの1分子構造変化ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      中部日本生理学会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecular measurements for structural and functional fluctuations of KcsA potassium channel2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      第47回生物物理学会年会シンポジウム「生体分子の揺らぎをはかる」
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2009-10-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] KcsAカリウムチャネル構造機能相関の1分子解析2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      第82日本生化学会大会. シンポジウム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-10-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] チャネル蛋白質の1分子測定でみえる構造と機能 : イオン透過とゲーティング2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      生物物理若手の会第49回夏の学校
    • 発表場所
      千歳
    • 年月日
      2009-08-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Real time monitoring of structural changes in K-channel gating2009

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 学会等名
      IUPS PSJ
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of KcsA Potassium Channel During pH-dependent Gating2009

    • 著者名/発表者名
      Oiki, S, H.Shimizu, M.Iwamoto, T.Konno
    • 学会等名
      International Symposium on "Reaction Dynamics of Many-Body Chemical Systems"
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] チャネル研究のための脂質平面膜法.「新パッチクランプ実験技術法」岡田泰伸編2011

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 出版者
      吉岡書店
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 序論:イオンチャネル.「新パッチクランプ実験技術法」岡田泰伸編2011

    • 著者名/発表者名
      老木成稔
    • 出版者
      吉岡書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] The Planar Lipid Bilayer Method for the Study of Channel Molecules. "Modern Patch Clamp Techniques" Y. Okada, Ed.2011

    • 著者名/発表者名
      Oiki, S.
    • 出版者
      Springer-Verlag(In press)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Prologue : The Ion Channel. "Modern Patch Clamp Techniques" Y.Okada, Ed.2011

    • 著者名/発表者名
      Kukita F., S.Oiki
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Single-Channel Structure-Function Dynamics : The Gating of Potas sium Channels. "Cell Signaling Reactions : Single-Molecular Kinetic Analysis". Eds. Y. Sako and M. Ueda2010

    • 著者名/発表者名
      Oiki S.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Cell Signaling Reactions : Single-Molecular Kinetic Analysis(Eds. Y. Sako and M. Ueda)(Springer)2010

    • 著者名/発表者名
      S.Oiki
    • 出版者
      Single-Channel Structure-Function Dynamics : The Gating of Potassium Channels(印刷中)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi