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カリウムチャネルにおけるイオン選択性と透過機構を統一的に記述する理論の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26870232
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機能生物化学
物理化学
研究機関福井大学

研究代表者

炭竈 享司  福井大学, 医学部, 特命助教 (30579412)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードイオンチャネル / イオン透過 / イオン選択性 / 分子動力学法 / シミュレーション / モデルチャネル / 分子動力学
研究成果の概要

細胞はイオンチャネルを通る選択的イオン透過を利用して電気シグナルを生成する。そのため、イオンチャネルを通るイオンの選択性と透過は生命にとって必須である。本研究では、このイオン選択性とイオン透過の関係を調べることを目的とした。Punch through法による電流計測は、イオン種によって電流-電圧曲線の線形が異なることを示唆している。この違いを説明するため、分子動力学シミュレーションにより、モデルチャネルを通る電流-電圧曲線の線形とイオン透過の律速段階の関係について解明した。カリウムチャネルを通るナトリウムの電流-電圧曲線は優線形と予想され、これは低電位でのカリウム選択性に寄与すると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Origin of the shape of Current-Voltage Curve through Nanopores: A Molecular Dynamics Study2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumikama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 25750-25750

    • DOI

      10.1038/srep25750

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualization of fluctuating motions of the selectivity filter in the potassium channel: A computational study2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumikama and Shigetoshi Oiki
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 65

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 膜内KcsAカリウムチャネルの原子間力顕微鏡による構造と動態解析2015

    • 著者名/発表者名
      角野歩、山本大輔、炭竃享司、岩本真幸、出羽毅久、老木成稔
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 55 号: 1 ページ: 005-010

    • DOI

      10.2142/biophys.55.005

    • NAID

      130004794734

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bridging ion permeation and ion selectivity through K+ channel2016

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司、三田建一郎、老木成稔
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Difference in ion permeation mechanism through the Kv1.2 and KcsA channels: A molecular dynamics study2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sumikama and Shigetoshi Oiki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A kinetic model describing punch-through of Na+ through KcsA potassium channel; イオン透過と選択性を記述する速度論モデル2015

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司、三田建一郎、老木成稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of fluctuating motions of the selectivity filter in the potassium channel: A computational study2015

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司, 老木成稔
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluctuation of carbonyl backbone of the selectivity filter of the Kv1.2 channel during K+ permeation2014

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司, 老木成稔
    • 学会等名
      The 45th NIPS Internaional Symposium, co-sponsored by The Journal of Physiology "Cutting-edge approaches towards the functioning mechanisms of membrane proteins"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Kv1.2でのイオン透過における透過パターンの解析2014

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司, 斉藤真司, 老木成稔
    • 学会等名
      日本生物物理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] The Ratio of Flux of Water Molecules over that of Ions through Ion Channel Reflects Interactions between Channel and Ions2014

    • 著者名/発表者名
      炭竈享司
    • 学会等名
      OIST Workshops "Single Protein Dynamics in Cellulo 2014: Spatio-Temporal, Structural and Quantitative Analyses"
    • 発表場所
      OIST, 沖縄
    • 年月日
      2014-04-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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