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2011 年度 実績報告書

一分子蛍光観察によるKCNQ1-KCNE複合体構成の状況依存的変化の検出

研究課題

研究課題/領域番号 22790223
研究機関生理学研究所

研究代表者

中條 浩一  生理学研究所, 分子生理研究系, 助教 (80390699)

キーワード生理学 / イオンチャネル / 電気生理学 / カリウムチャネル / 分子生物学 / 光生理学 / 不整脈 / 心筋
研究概要

22年度までに、KCNQ1とKCNE1のストイキオメトリーは固定されたものではなく、両者の細胞膜発現密度の比に応じて、フレキシブルに変わりうるということを見出した。これは細胞膜上で両サブユニットがダイナミックに結合解離していることを示唆している。23年度は、膜電位を変化させることによりストイキオメトリーが変化するかどうかについて、評価を行った。高カリウム外液を用いて、KCNQ1とKCNE1を発現しているアフリカツメガエル卵母細胞を脱分極させてみたが、ストイキオメトリーの分布に有意な差は認められなかった。このことは、高カリウム外液による脱分極では細胞膜電位はせいぜい0mVであるのに対し、KCNQ1+KCNE1チャネルを十分に活性化させるには+20mV以上の高い電位が必要であることが原因であるかもしれない。今後は膜電位固定法によってさらに高電位に長時間固定したさいにストイキオメトリーの変化が生じるかを検証する必要がある。
一方、KCNE1-KCNQ1-KCNQ1タンデムコンストラクト(4:2のストイキオメトリーを生じる)を作成し、KCNE1-KCNQ1間のリンカーの長さをさまざま(18-300アミノ酸長)に変えてみたところ、リンカーの長さが長くなるほど、活性化のキネティクスがより遅くなることを見出した。これは間接的な証拠ではあるものの、KCNQ1とKCNE1の複合体構成が細胞膜上で変わりうることを示すデータであると考えられる。今後一分子蛍光観察を用いたストイキオメトリーの計測と併せることで、複合体形成のダイナミクスの検出とそのメカニズムの理解に向けて極めて重要な知見になると考えられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nano-environmental changes by KCNE proteins modify KCNQ channel function2011

    • 著者名/発表者名
      Nakajo K, Kubo Y.
    • 雑誌名

      Channels

      巻: 5 ページ: 397-401

    • 査読あり
  • [雑誌論文] KCNQ1 subdomains involved in KCNE modulation revealed by an invertebrate KCNQ1 orthologue2011

    • 著者名/発表者名
      Nakajo K, Nishino A, Okamura Y, Kubo Y
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 138 ページ: 521-535

    • DOI

      10.1085/jgp.201110677

    • 査読あり
  • [学会発表] KCNE3によるゲーティング修飾におけるKCNQ1チャネルS1セグメントの機能的役割2012

    • 著者名/発表者名
      中條浩一、西野敦雄、岡村康司、久保義弘
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      長野県松本文化会館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] Ci-KCNQ1, an ortholog of vertebrate KCNQ1 from Ciona intestinalis, has revealed that KCNE1 and KCNE3 utilize different domains of KCNQ1 for the modulation of gating2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nakajo, Atsuo Nishino, Yasushi Okamura, Yoshihiro Kubo
    • 学会等名
      Biophysical Society 56th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2012-02-26
  • [学会発表] サブユニットカウンティング法によるKCNQ1-KCNE1イオンチャネル複合体ストイキオメトリーの発現依存的変化の解析2011

    • 著者名/発表者名
      中條浩一、Maximilian H.Ulbrich、久保義弘、Ehud Y.Isacoff
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [備考]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2011/11/kcnq1-kcne.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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