水-イオン流束比から解析するイオンチャネルのイオン選択的透過機構

• 研究課題/領域番号: 21790198
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 生体膜 / チャネル / 透過

研究概要

本研究ではイオンチャネルに発生する流動電位を高精度に測定する方法を開発し,KcsAカリウムチャネルの流動電位を系統的に解析してチャネル内をイオンが透過する際に伴う水分子数を明らかにした.また透過イオン種やイオン濃度によってチャネル内部でのイオンと水分子の透過方法が変化することを実験的に証明した.それら結果を踏まえて従来のイオン透過モデルに対して更なる解析を加え,濃度条件によって状態間遷移ルートが変化する様子を可視化した直観的な透過モデルを提案した.

研究成果

• [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., Iwamoto M., Sumikama T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 6
  • NAID: 120003072326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cycle flux algebra for ion and water flux through the KcsA channel single-filepore links microscopic trajectories and macroscopic observables (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Oiki, et al.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6
  • 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., Shimizu H., Muramatsu I., Oiki S.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 584 ページ: 3995-3999
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mesoscopic approach to understanding the mechanisms underlying the ion permeation on the discrete-state diagram (2010)
  • 著者名/発表者名: Oiki S., Iwamoto M., Sumikama T.
  • 雑誌名: J.Gen.Physiol. 136 ページ: 363-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] A cytotoxic peptide from a marine sponge, polytheonamide B: I.Channel activity and vectorial-insertion into the membrane (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Muramatsu I., Matsunaga S., Oiki S.
  • 雑誌名: Biophys.J. 98
• [雑誌論文] A cytotoxic peptide from a marine sponge, polytheonamide B; II.Properties for ion conduction and voltage dependent gating (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Muramatsu I., Matsunaga S., Oiki S.
  • 雑誌名: Biophys.J. 98
• [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: M.Iwamoto, et al.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 584 ページ: 3995-3999
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mesoscopic approach to understanding the mechanisms underlying the ion permeation on the discrete-state diagram (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Oiki, et al.
  • 雑誌名: J.Gen.Physiol. 巻: 136 ページ: 363-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] The water-ion coupling ratio for ion permeation through the KcsA potassium channel: Dependencies on concentration and species of permeating ions (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Oiki S.
  • 雑誌名: Biophys.J. 96suppl.
• [雑誌論文] Ion distribution in the open KcsA channel evaluated by the streaming potential (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Oiki S.
  • 雑誌名: J.Physiol.Sci. 59suppl. ページ: 256-256
• [雑誌論文] The water-ion coupling ratio for ion permeation through the KcsA potassiumchannel : Dependencies on concentration and species of permeatingions (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto, et al.
  • 雑誌名: Biophys. J. 96 suppl.
• [雑誌論文] Ion distribution in the open KcsA channel evaluated by the streaming potential (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto, et al.
  • 雑誌名: J.Physiol. Sci. 59 suppl. ページ: 256-256
• [学会発表] 新奇βヘリックス型ペプチド・ポリセオナミドBのイオンチャネル活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸
  • 学会等名: 次世代スーパーコンピュータプロジェクト ナノ分野グランドチャレンジ研究開発ナノ統合拠点第20回連続研究会 イオンチャネルNo.2
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 新奇異常ペプチドの一方向膜挿入による一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, 清水啓史, 村松郁延, 松永茂樹, 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
  • 年月日: 2010-09-22
• [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
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] A cytotoxic peptide from a marine sponge, polytheonamide B: I.Channel activity and vectorial-insertion into the membrane (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Muramatsu I., Matsunaga S., Oiki S.
  • 学会等名: Biophysical Society 54th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] A cytotoxic peptide from a marine sponge, polytheonamide B; II.Properties for ion conduction and voltage dependent gating (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Shimizu H., Muramatsu I., Matsunaga S., Oiki S.
  • 学会等名: Biophysical Society 54th Annual Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] A cytotoxic peptide from a marine sponge, polytheonamide B : II. Properties for ion conduction and voltage dependent gating (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto
  • 学会等名: 米国生物物理学会第54回年会
  • 発表場所: Moscone Convention Center(サンフランシスコ)
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] 流動電位から解析した開状態KcsAカリウムチャネル内のイオンと水の分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸, 清水啓史, 老木成稔
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] 流動電位から解析した開状態KcsAカリウムチャネル内のイオンと水の分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: アスティとくしま(徳島)
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] Ion distribution in the open KcsA channel evaluated by the streaming potential (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M, Shimizu H, Oiki S.
  • 学会等名: 第36回国際生理学会世界大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Ion distribution in the open KcsA channel evaluated by the streaming potential (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Iwamoto
  • 学会等名: 第36回国際生理学会世界大会
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都)
  • 年月日: 2009-07-29