油中水滴接触膜を応用したイオンチャネル機能に対する脂質効果の一分子解析

• 研究課題/領域番号: 25440067
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 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): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 生体膜 / 1分子計測 / チャネル / 脂質 / 電気生理 / １分子計測

研究成果の概要

本研究では油中水滴同士の接触膜形成の原理を応用し、膜タンパク質機能に対する細胞膜脂質組成の効果を定量的に解析するための人工膜実験プラットフォームを開発した。これを使い、非対称膜を含む様々な脂質二重膜組成下で代表的イオンチャネル（KcsAカリウムイオンチャネル）の活性を測定したところ、1分子レベルでの活性の脂質依存性を捉えることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Rectified Proton Grotthuss Conduction Across a Long Water-Wire in the Test Nanotube of the Polytheonamide B Channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuki, Y., Iwamoto, M. Mita, K., Shigemi, K., Matsunaga, S., and Oiki
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 138 号: 12 ページ: 4168-4177
  • DOI: 10.1021/jacs.5b13377
  • NAID: 120006226473
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanism for attenuated outward conductance induced by mutations in the cytoplasmic pore of Kir2.1 channels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chang, H.-K., Iwamoto, M., Oiki, S. and Shieh, R.-C.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 18404-18404
  • DOI: 10.1038/srep18404
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Methods for the functional analysis of ion channels on the contact bubble bilayer by the intra-bubble perfusion (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M, Oiki S
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 65 Suppl.
• [雑誌論文] Contact bubble bilayers with flush drainage (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Oiki S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 9110-9110
  • DOI: 10.1038/srep09110
  • NAID: 120005572953
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] pH-dependent promotion of phospholipid flip-flop by the KcsA potassium channel (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nakao, K. Ikeda, M. Iwamoto, H. Shimizu, S. Oiki, Y. Ishihama, M. Nakano
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta-Biomembr. 巻: 1848 号: 1 ページ: 145-150
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2014.10.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paradoxical one-ion pore behavior of the long β-helical peptide of marine cytotoxic polytheonamide B (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Iwamoto, S. Matsunaga, S. Oiki
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 3636-3636
  • DOI: 10.1038/srep03636
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gating-associated clustering-dispersion dynamics of the KcsA potassium channel in a lipid membrane (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Sumino, D. Yamamoto, M. Iwamoto, T. Dewa, S. Oiki
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 5 号: 3 ページ: 578-584
  • DOI: 10.1021/jz402491t
  • 査読あり
• [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: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「膜タンパク質の構造ダイナミクス」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所（大阪）
  • 年月日: 2016-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] 油中水滴接触膜でのイオンチャネル電流測定中に脂質二重膜組成を瞬間的に変更する試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸、老木成稔
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌）
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 液滴接触膜を応用したイオンチャネル機能解析法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸、老木成稔
  • 学会等名: 第62回中部日本生理学会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス（富山）
  • 年月日: 2015-11-13
• [学会発表] 流動電位測定により明らかにされたカリウムチャネルポア内でのイオンと水の共役的透過 (2015)
  • 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53回年会（シンポジウム「電気生理学的アプローチによる膜タンパク質構造機能相関」）
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（金沢）
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] 微小な液滴接触膜の形成とイオンチャネル機能解析への応用 (2015)
  • 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53回年会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス（金沢）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] 液滴内潅流による液滴接触膜上でのチャネル機能解析法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸、老木成稔
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（神戸）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Molecular mechanism of the membrane lipid-dependent gating of the KcsA potassium channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Oiki S.
  • 学会等名: 第45回生理研国際シンポジウム
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（岡崎）
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] 脂質はイオンチャネルのゲート開閉をどの様に制御するのか？：新奇脂質センサーによる制御機 (2014)
  • 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52回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌）
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Modulation of the activation gating of the KcsA potassium channel by the membrane lipids (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M, Oiki S
  • 学会等名: Single Protein Dynamics in Cellulo 2014
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県恩納村）
  • 年月日: 2014-04-21 – 2014-04-25
• [学会発表] Effect of membrane lipids on the inactivation gating of the KcsA potassium channel (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩本真幸、老木成稔
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島市）
• [学会発表] Membrane lipids modulate the inactivation gating of the KcsA potassium channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto M., Oiki S.
  • 学会等名: Biophysical Society 58th Annual Meeting
  • 発表場所: Moscone Center (San Francisco, Califolnia, USA)
• [学会発表] Rolling of N-terminal amphipathic helix on the anionic inner membrane leaflet stabilizes the open state of the KcsA potassium channel (2013)
  • 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51回年会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都市）
• [備考] 分子生理学（生理学１）研究室
  • URL: http://seiri1.med.lab.u-fukui.ac.jp/
• [備考] 分子生理学（生理学１）研究室
  • URL: http://seiri1.med.lab.u-fukui.ac.jp/ja/