研究課題/領域番号 |
22K19290
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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研究機関 | 金沢大学 |
研究代表者 |
角野 歩 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (80717140)
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研究分担者 |
入江 克雅 和歌山県立医科大学, 薬学部, 准教授 (20415087)
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研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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キーワード | 電位依存性ナトリウムチャネル / 高速原子間力顕微鏡 |
研究開始時の研究の概要 |
電位依存性Na+チャネル(Nav)は、神経細胞などでの活動電位の発生に必要不可欠な膜タン パク質分子である。本研究では、常温水溶液中で生体試料の動的構造を高分解観測できる高速原子間力顕微鏡に電位制御系を導入し、Navの電位依存的な構造変化を観察することで、Navの電位依存的活性調節機構を解明する。
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研究実績の概要 |
電位依存性ナトリウムチャネルについて、電位依存性の異なる三種類の変異体を脂質膜中に再構成して高速原子間力顕微鏡で構造動態を観察した。その結果、0 mVにおいて活性化ゲートが開いた変異体では、イオン透過路を形成するポアドメインに、電位センサードメインが密着し、連動して運動していることが分かった。一方で、0 mVにおいて活性化ゲートが閉じる変異体では、電位センサーがポアドメインから大きく解離し、ポアドメインとの運動の連動性は消失していた。両者の中間の電位依存性を示す変異体では、電位センサーは多くの時間でポアドメインに結合していたが、運動の連動性は失われていた。興味深いことに、静止状態のチャネルにおいて解離した電位センサードメインは、異なるチャネルに由来する電位センサードメインと会合して二量体を形成していることを発見した。チャネルの開閉に伴うチャネル間架橋の形成・解離はこれまで提唱されていなかった構造変化であり、チャネルの協同的機能の理解に大きく貢献すると期待する。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
チャネルの活性化ゲートの開閉状態に関連した未知の構造変化を明らかにし、またチャネル間相互作用に関する新たな情報を得たため。
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今後の研究の推進方策 |
AFM基板に金蒸着マイカ基板を用い、電位依存的な構造変化を観測する。
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