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膜電位存在下での膜タンパク質の赤外分光解析系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26640047
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

古谷 祐詞  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 准教授 (80432285)

研究協力者 高田 紀子  分子科学研究所, 装置開発室
青山 正樹  分子科学研究所, 装置開発室
水谷 伸雄  分子科学研究所, 装置開発室
近藤 聖彦  分子科学研究所, 装置開発室
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード膜タンパク質 / 膜電位 / 赤外分光法 / イオンチャネル / 生物物理
研究成果の概要

膜タンパク質の構造や動態への膜電位の影響を明らかにすることは、神経細胞での生体電気信号の発生の分子機構などを解明するために重要である。本研究では、赤外分光解析系を開発することで膜タンパク質の機能発現過程での構造変化や水素結合変化を赤外スペクトルの変化から明らかにすることを試みた。表面増強効果、脂質二重膜への再構成法等の条件検討を行い、カリウムチャネルや光受容タンパク質について膜電位存在下での赤外分光解析を行う基礎的な知見を得た。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 13件) 図書 (2件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural insights into the nucleotide base specificity of P2X receptors.2017

    • 著者名/発表者名
      Kasuya G, Fujiwara Y, Tsukamoto H, Morinaga S, Ryu S, Touhara K, Ishitani R, Furutani Y, Hattori M, Nureki O.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 45208-45208

    • DOI

      10.1038/srep45208

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simple and Rapid Fabrication of PDMS Microfluidic Devices Compatible with FTIR Microspectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Monpichar Srisa-Art and Yuji Furutani
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 89 号: 2 ページ: 195-202

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150357

    • NAID

      130005125593

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Live-cell single-molecule imaging of the cytokine receptor MPL for analysis of dynamic dimerization2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Sakamoto, Takashi Tsukamoto, Yuji Furutani, Yuki Sudo, Kazuyuki Shimada, Akihiro Tomita, Hitoshi Kiyoi, Takashi Kato and Takashi Funatsu
    • 雑誌名

      J. Mol. Cell Biol.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光誘起赤外差分光法による微生物型ロドプシンのイオン輸送機構の研究2016

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌

      巻: 36 ページ: 460-465

    • NAID

      130005966857

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chimeras of Channelrhodopsin-1 and -2 from Chlamydomonas reinhardtii Exhibit Distinctive Light-induced Structural Changes from Channelrhodopsin-2.2015

    • 著者名/発表者名
      Asumi Inaguma, Hisao Tsukamoto, Hideaki E. Kato, Tetsunari Kimura, Toru Ishizuka, Satomi Oishi, Hiromu Yawo, Osamu Nureki, Yuji Furutani
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 290 号: 18 ページ: 11623-11634

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.642256

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New insights into metal ion-crown ether complexes revealed by SEIRA spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Inokuchi, Takayuki Ebata, Toshiaki Ikeda, Takeharu Haino, Tetsunari Kimura, Hao Guo, Yuji Furutani
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 39 号: 11 ページ: 8673-8680

    • DOI

      10.1039/c5nj01787d

    • NAID

      120005829506

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Retinal attachment instability is diversified among mammalian melanopsins2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tsukamoto, Y. Kubo, D.L. Farrens, M. Koyanagi, A. Terakita, Y. Furutani
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 号: 45 ページ: 27176-27187

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.666305

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Infrared spectroscopic studies on the V-ATPase2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kandori*, Y. Furutani, T. Murata
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys Acta

      巻: 1847 号: 1 ページ: 134-141

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2014.07.020

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of the chaperonin GroEL nanocage induced at submicellar detergent2014

    • 著者名/発表者名
      Jin Chen, Hisashi Yagi, Yuji Furutani, Takashi Nakamura, Asumi Inaguma, Hao Guo, Yan Kong, Yuji Goto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1 ページ: 5614-5614

    • DOI

      10.1038/srep05614

    • NAID

      120006557631

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Hydrogen-bonding changes of internal water molecules upon the actions of microbial rhodopsins studied by FTIR spectroscopy "2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Furutani, H. Kandori
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1837 号: 5 ページ: 598-605

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2013.09.004

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 赤外分光法による膜タンパク質の分子機構研究2014

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 雑誌名

      Molecular Science

      巻: 8

    • NAID

      130004688035

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Amide I vibrations could be fingerprints of ion-protein interactions of potassium ion channels with alkali metal cations2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani and Hisao Tsukamoto
    • 学会等名
      The 9th Korea-Japan Seminars on Biomolecular Sciences: Experiments and Simulations
    • 発表場所
      Commodore Hotel, Gyeongju, Korea
    • 年月日
      2016-11-16
    • 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] PDMSマイクロ流路を用いた電気化学計測と可視・赤外分光法の融合的アプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞、Akkapol Suea-Ngam
    • 学会等名
      第10回分子科学討論会
    • 発表場所
      神戸ファッションマート(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスで活躍する微生物型ロドプシンの分子機構研究2016

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      生化学若い研究者の会 第56回生命科学夏の学校
    • 発表場所
      旅館かつら(宮城県白石市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外分光計測によるカリウムチャネルのイオン選択機構の研究2016

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      第1回イオンチャネル研究会~チャネルどんたく~
    • 発表場所
      福岡大学病院(福岡県福岡市)
    • 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] Molecular Mechanisms of Retinal Proteins with Involvement of Water Molecules Studied by Light-Induced Difference Infrared Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      26th IUPAC International Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Osaka City Central Public Hall (Osaka, Osaka Pref.)
    • 年月日
      2016-04-05
    • 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] Ion-Protein Interactions between a Potassium Channel and Alkali Metal Cations Studied by ATR-FTIR Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      60th Annual Meeting of Biophysical Society (selected as a Platform Talk)
    • 発表場所
      Los Angeles, California, USA
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The molecular mechanisms of ion channel proteins studied by stimulus-induced difference FT-IR spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      Pure and Applied Chemistry International Conference (PCCON) 2016, The 4th CU-IMS Symposium
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2016-02-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 赤外分光法によるレチナールタンパク質の機能発現機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      第29回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      東京都八王子市(首都大学東京)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Infrared Difference Spectroscopy is a Key Technique for Deciphering the Molecular Mechanisms of Ion Pump and Channel Proteins2015

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      OIIB (Okazaki Institute for Integrative Bioscience) Summer School 2015
    • 発表場所
      愛知県岡崎市(岡崎コンファレンスセンター)
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] イオンチャネルの分子機構解明への赤外分光解析による挑戦2015

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      分子研研究会「膜タンパク質内部のプロトン透過を考える」
    • 発表場所
      愛知県岡崎市(岡崎コンファレンスセンター)
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Changes of Membrane Proteins Studied by Difference FTIR Spectroscopy; Microbial Rhodopsins and Potassium Ion Channels2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      16th International Conference on Retinal Proteins
    • 発表場所
      Nagahama Royal Hotel, Nagahama, Shiga
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATR-FTIR spectroscopic analyses of interaction modes underlying unique ion selectivity of a two-pore domain potassium channel TWIK-12014

    • 著者名/発表者名
      Hisao Tsukamoto, Koichi Nakajo, Yoshihiro Kubo, Yuji Furutani
    • 学会等名
      The 52nd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan (BSJ2014)
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center, Sapporo, Hokkaido
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外分光法による膜タンパク質の動作機構研究2014

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会 奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      広島県東広島市(広島大学)
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外分光法による膜タンパク質研究2014

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      岡山大学大学院医歯薬学総合研究科 第3回生体物理化学セミナー
    • 発表場所
      岡山県岡山市(岡山大学)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外分光法による膜タンパク質の動作機構研究2014

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 学会等名
      大阪大学生命機能研究科 FBSコロキウム
    • 発表場所
      大阪府吹田市(大阪大学)
    • 年月日
      2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein-ion interactions of membrane proteins studied by Fourier-transform infrared spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 学会等名
      18th East Asian Workshop on Chemical Dynamics
    • 発表場所
      Busan, Republic of Korea
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 光と生命の事典1(「75 菌類のロドプシン」、第3章光の情報利用 3.1 光環境応答)2016

    • 著者名/発表者名
      古谷祐詞
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Optogenetics -Light-Sensing Proteins and Their Applications- (Chapter 5 "Molecular Mechanisms for Ion Transportation of Microbial Rhodopsins Studied by Light-Induced Difference FTIR Spectroscopy")2015

    • 著者名/発表者名
      Yuji Furutani
    • 総ページ数
      409
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 分子科学研究所生命・錯体分子科学研究領域生体分子情報研究部門 准教授 古谷祐詞

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/furutani_g/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域 生体分子情報研究部門 准教授 古谷祐詞

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/furutani_g/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 分子科学研究所 研究者詳細 准教授 古谷 祐詞

    • URL

      https://www.ims.ac.jp/research/assoc/furutani.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域 生体分子情報研究部門 准教授 古谷 祐詞

    • URL

      http://groups.ims.ac.jp/organization/furutani_g/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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