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1991 年度 研究成果報告書概要

神経伝達物質受容体およびイオンチャンネルの構造と機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 63065003
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

沼 正作  京都大学, 医学部, 教授 (50025516)

研究分担者 藤田 至彦  京都大学, 医学部, 助手 (80192730)
福田 和彦  京都大学, 医学部, 助手 (90199224)
竹島 浩  京都大学, 医学部, 助手 (70212024)
田辺 勉  京都大学, 医学部, 助手 (70183069)
井本 敬二  京都大学, 医学部, 助教授 (00176512)
研究期間 (年度) 1988 – 1991
キーワードニコチン性アセチルコリン受容体 / Na^+チャンネル / Ca^<2+>チャンネル / Ca^<2+>放出チャンネル / ムスカリン性アセチルコリン受容体 / cDNA発現 / 静位特異的変異 / 興奮収縮連関
研究概要

(ア)変異を導入したニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)の機能解析から、チャンネルの内壁、狭小部を構成する部位、イオン選択性に関わる部位を同定した。(イ)変異Na^+チャンネルの機能解析より、活性化の電位感受機構に直接関与する部位、不活性化に関与する部位を同定した。またチャンネル外側開口部あるいは内壁を形成すると推測される部位を同定した。(ウ)cDNAクロ-ニングより心筋Ca^<2+>ジハイドロピリジン(DHP)受容体の全一次構造を決定し、cDNAよりL型C^<2+>チャンネルを発現させた。cDNAクロ-ニングより脳Ca^<2+>チャンネルの一つの全一次構造を解明し、本チャンネルが小脳に多く、活性化閾値の高いニフェジピンやωコノトキシンに非感受性のチャンネルであることを示した。骨格筋DHP受容体が興奮収縮連関(EーC coupling)に必須の成分(おそらくvoltage sensor)およびslow Ca^<2+>チャンネルとして二重の機能を果たし、charge movementの成因に深く関与していることを示した。DHP受容体のEーC couplingのタイプ(骨格筋型あるいは心筋型)を決定する領域、活性化の速度を決定する領域を同定した。cDNAクロ-ニングにより骨格筋および心筋のリアノジン受容体の全一次構造を明らかにし、cDNAから機能を有するCa^<2+>放出チャンネルを発現させた。(エ)ムスカリン性アセチルコリン受容体(mAChR)サブタイプの特性を検討した。mACHRサブタイプが異なるeffector systemと選択的に共役することを明らかにした。キメラmAChRの機能解析からeffector systemとの選択的共役およびアゴニストの結合に関与する部位を示した。NG108ー15 neuroblastomaーglioma雑種細胞の2種のK^+チャンネルおよび網膜光受容細胞cGMPーgatedチャンネルのcDNAクロ-ニングと発現を行った。(オ)CHO細胞または培養昆虫細胞にイオンチャンネル蛋白を発現させ、精製した蛋白を用いて、結晶化条件(界面活性剤、pH、温度、沈澱剤など)の検討を行った。

  • 研究成果

    (76件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (76件)

  • [文献書誌] Mishina,M & Numa,S.: "Structure and function of acetylcholine receptors" UCLA Symposia on Molecular and cellular Biology New Series. 72. 61-68 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Akiba,I.et al.: "Primary structure of porcine muscarinic acetylcholine receptor III and antagonist binding studies" FEBS Lett.235. 257-261 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fukuda,K.et al.: "Selective coupling with K^+ currents of muscarinic acetylcholine receptor subtypes in NG108-15 cells" Nature. 335. 355-358 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Imoto,K.et al.: "Rings of negatively charged amino acids determine the acetylcholine receptor channel conductance" Nature. 335. 645-648 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Maeda,A.et al.: "Tissue distribution of mRNAs encoding muscarinic acetylcholine receptor subtypes" FEBS Lett.239. 339-342 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tanabe,T.et al.: "Restoration of excitation-contraction coupling and slow calcium current in dysgenic muscle by dihydropyridine receptor complementary DNA" Nature. 336. 134-139 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Neher,E et al.: "Intracellular calcium release mediated by two muscarinic receptor subtypes" FEBS Lett.240. 88-94 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Bujo,H.et al: "Different sensitivities to agonist of muscarinc acetylcholine receptor subtypes" FEBS Lett.240. 95-100 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kubo,T.et al.: "Location of a region of the muscarinic acetylcholine receptor involved in selective effector coupling" FEBS Lett.241. 119-125 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Numa,S.et al.: "Molecular basis of the functional heterogeneity of the muscarinic acetylcholine receptor" Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.53. 295-301 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Numa,S.: "A molecular view of neurotransmitter receptors and ionic channels" The Harvey Lectures. 83. 121-165 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takeshima,H.et al.: "Primary structure and expression from complementary DNA of skeletal muscle ryanodine receptor" Nature. 339. 439-445 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Stuhmer,W.et al.: "Structural parts involved in activation and inactivation of the sodium channel" Nature. 339. 597-603 (1989)

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  • [文献書誌] Mikami,A.et al.: "Primary structure and functional expression of the cardiac dihydropyridine-sensitive calcium channel" Nature. 340. 230-233 (1989)

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  • [文献書誌] Beam,K.G.et al.: "Structure,function,and regulation of the skeletal muscle dihydropyridine receptor" Ann.N.Y.Acad.Sci.560. 127-137 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Beckh,S.et al.: "Differential regulation of three sodium channel messenger RNAs is the rat central ervous system during development" EMBO J.8. 3611-3616 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kaupp,U.B.et al.: "Primary structure and functional expression from complementary DNA of the rod photoreceptor cyclic GMP-gated channel" Nature. 342. 762-766 (1989)

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  • [文献書誌] Yokoyama,S.et al.: "Potassium channels from NG108-15 neuroblastomaglioma hybrid cells:Primary structure and functional expression from cDNAs" FEBS Lett.259. 37-42 (1989)

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  • [文献書誌] Noda,M.et al.: "A single point mutation confers tetrodotoxin and saxitoxin insensitivity on the sodium channel II" FEBS Lett.259. 213-216 (1989)

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  • [文献書誌] Penner,R.et al.: "Functional expression of the calcium release channel from skeletal muscle ryanodine receptor cDNA" FEBS Lett.259. 217-221 (1989)

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  • [文献書誌] Fukuda,K.et al.: "Selective effector coupling of muscarinic acetylcholine receptor subtypes" Trends Pharmac.Sci.Suppl.10. 4-10 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tanabe,t.et al.: "Cardiac-type excitation-contraction coupling in dysgenic skeletal muscle injected with cardiac dihydropyridine receptor cDNA" Nature. 344. 451-453 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tanabe,t.et al.: "Regions of the skeletal muscle dihydropyridine receptor critical for excitation-contraction coupling" Nature. 346. 567-569 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Adams,B.A.et al.: "Intramembrane charge movement restored in dysgenic skeletal muscle by injection of dihydropyridine receptor cDNAs" Nature. 346. 569-572 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakai,J.et al.: "Primary structure and functional expression from cDNA of the cardac ryanodine receptor/calcium release channel" FEBS Lett.271. 169-177 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sakimura,K.et al.: "Functional expression from cloned cDNAs of glutamate receptor species responsive to kainate and quisqualate" FEBS Lett.272. 73-83 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Jackson,M.B.et al.: "spontaneous and agonist-induced openings of an acetylcholine receptor channel composed of bovine muscle α-,β- and δ-subunits" Pflugers Arch.417. 129-135 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Higashida H.et al.: "Selective coupling of different muscarinic acetylcholine receptors to neuronal calcium currents in DNA-transfected cells" Proc.R.Soc.Lond.B. 242. 68-74 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Numa,S.et al.: "Molecular insights into excitation-contraction coupling" Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.55. 1-7 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mori,Y.et al.: "Primary structure and functional expression from complementary DNA of a brain calcium channel" Nature. 350. 398-402 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Konno,t.et al.: "Rings of anionic amino acids as structural determinants of ion selectivity in the acetylcholine receptor channel" Proc.R.Soc.Lond.B. 244. 69-79 (1991)

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  • [文献書誌] Tanabe,T.et al.: "Repeat I of the dihydropyridine receptor is critical determining calium channel activation kinetics" Nature. 352. 800-803 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Pusch,M.et al.: "Single point mutations of the sodium channel drastically reduce the pore permeability without preventing its gating" Eur.Biophysl.J.20. 127-133 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Imoto,K.et al.: "A ring of uncharged polar amino acids as a component of channel constriction in the nicotinic acetylcholine receptor" FEBS Lett.289. 193-200 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Terlau,H.et al.: "Mapping the site of block by tetrodotoxin and saxitoxin of sodium chnaael II" FEBS Lett.293. 93-96 (1991)

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  • [文献書誌] Numa,S.: "Molecular structure and function of acetylcholine receptors and sodium channel un "Molecular Biology in Physiology" (S.Chien,ed.)" Raven Press,New York, 93-118 (1989)

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  • [文献書誌] Numa,S.et al.: "Molecular insights into the function of ionic channels,in "Proceedings of the Robert A.Welch Foundation Conference on Chemical Research XXXIII Membrane Proteins"" 277-288 (1989)

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  • [文献書誌] Numa,S.: "Neurotransmitter receptors and ionic channels:From structure to function,in "Fidia Research Foundation Neuroscience Award Lectures",Vol.5" Raven Press, 23-44 (1991)

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  • [文献書誌] Mishina, M. & Numa, S.: "Structure and function of acetylcholine receptors" UCLA Symposia on Molecular and Cellular Biology, New Series. 72. 61-68 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akiba, I, et al.: "Primary structure of porcine muscarinic acetylcholine receptor III and antagonist binding studies" FEBS Lett.235. 257-261 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fukuda, K. et al.: "Selective coupling with K^+ currernts of muscarinic acetylcholine receptor subtypes in NG108-15 cells" Nature. 335. 355-358 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Imoto, K. et al.: "Rings of negatively charged amino acids determine the acetylcholine receptor channel conductance" Nature. 335. 645-648 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Maeda, A. et al.: "Tissue distribution of mRNAs encoding muscarinic acetylcholine receptor sybtypes" FEBS Lett.239. 339-342 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tanabe, T. et al.: "Restoration of excitation-contraction coupling and slow calcium current in dysgenic muscle by dihydropyridine receptor complementary DNA" Nature. 336. 134-139 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Neher, E. et al.: "Intracellular calcium release mediated by two muscarinic receptor subtypes" FEBS Lett.240. 88-94 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Bujo, H. et al.: "Different sensitivities to agonist of muscarinic acetylcholine receptor subtypes" FEBS Lett.240. 95-100 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kubo, T. et al.: "Location of a region of the muscarinic acetylcholine receptor involved in selective effector coupling" FEBS Lett.241. 119-125 (1988)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Numa, S. et al.: "Molecular basis of the functional heterogeneity of the muscarinic acetylcholine receptor" Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.53. 295-301 (1988)

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  • [文献書誌] Numa, S.: "Molecular structure and function of acetylcholine receptors and sodium channel" "Molecular Biology in Physiology". S. Chien, ed.93-118 (1989)

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  • [文献書誌] Numa, S.: "A molecular view of neurotransmitter receptors and ionic channels" The Harvey Lectures. 83. 121-165 (1989)

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  • [文献書誌] Takeshima, H. et al.: "Primary structure and expression from complementary DNA of skeletal muscle ryanodine receptor" Nature. 339. 439-435 (1989)

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  • [文献書誌] Stuhmer, W. et al.: "Structural parts involved in activation and inactivation of the sodium channel" Nature. 339. 597-603 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Mikami, A. et al.: "Primary structure and functional expression of the cardiac dihydropyridine-sensitive calcium channel" Nature. 340. 230-233 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Beam, K. G. et al.: "Structure, function and regulation of the skeletal muscle dihydropyridine receptor" Ann. N. Y. Acad. Sci.560. 127-137 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Beckh, S. et al.: "Differential regulation of three sodium channel messenger RNAs in the rat central nervous system during development" EMBO J.8. 3611-3616 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kaupp, U. B. et al.: "Primary structure and functional expression from complementary DNA of the rod photoreceptor cyclic GMP-gated channel" Nature. 342. 762-766 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yokoyama, S. et al.: "Potassium channels from NG108-15 neuroblastoma-glioma hybrid cells : Primary structure and functional expression from cDNAs" FEBS Lett.259. 37-42 (1989)

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  • [文献書誌] Noda, M. et al.: "A single point mutation confers tetrodotoxin and saxitoxin insensitivity on the sodium channel II" FEBS Lett.259. 213-216 (1989)

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  • [文献書誌] Penner, R. et al.: "Functional expression of the calcium release channel from skeletal muscle ryanodine receptor cDNA" FEBS Lett.259. 217-221 (1989)

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  • [文献書誌] Fukuda, K. et al.: "Selective effector coupling of muscarinic acetylcholine receptor subtypes" Trends Pharmac. Sci.10. 4-10 (1989)

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  • [文献書誌] Numa, S.: "Molecular insights into the function of ionic channels" "Proceedings of The Robert A. Welch Foundation Conference on Chemical Research XXXIII Membrane proteins : Targeting and Transduction". 277-288 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tanabe, T. et al.: "Cardiac-type excitation-contraction coupling in dysgenic skeletal muscle injected with cardiac dihydropyridine receptor cDNA" Nature. 344. 451-453 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tanabe, T. et al.: "Regions of the skeletal muscle dihydropyridine receptor critical for excitation-contraction coupling" Nature. 346. 567-569 (1990)

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  • [文献書誌] Adams, B. A. et al.: "Intramembrane charge movement restored in dysgenic skeletal muscle by injection of dihydropyridine receptor cDNAs" Nature. 346. 569-572 (1990)

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  • [文献書誌] Nakai, J. et al.: "Primary structure and functional expression from cDNA of the cardiac ryanodine receptor/calcium release channel" FEBS Lett.271. 169-177 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sakimura, k. et al.: "Functional expression from cloned cDNAs of glutamate receptor species responsive to kainate and quisqualate" FEBS Lett.272. 73-80 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Jackson, M. b. et al.: "Spontaneous and agonist-induced openings of an acetylcholine receptor channel composed of bovine muscle alpha-, beta- and delta-subunits" Pflugers Arch.417. 129-135 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Higashida, H. et al.: "Selective coupling of different muscarinic acetylcholine receptors to neuronal calcium currents in DNA-transfected cells" Proc. R. Soc. Lond. B. 242. 68-74 (1990)

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  • [文献書誌] Numa, S. et al.: "Molecular insights into excitation-contracion coupling" Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.55. 1-7 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Numa, S.: "Neurotransmitter receptors and ionic channels : From structure to function" "Fidia Research Foundation Neuroscience Award Lectures". 5. 23-44 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Mori, Y. et al.: "Primary structure and functional expression from complementary DNA of a brain calcium channel" Nature. 350. 398-402 (1991)

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  • [文献書誌] Konno, T. et al.: "Rings of anionic amino acids as structural determinants of ion selectivity in the acetylcholine receptor channel" Proc. R. Soc. Lond. B.244. 69-79 (1991)

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  • [文献書誌] Tanabe, T. et al.: "Repeat I of the dihydropyridine receptor is critical in determining calcium channel activation kinetics" Nature. 352. 800-803 (1991)

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  • [文献書誌] Pusch, M. et al.: "Single point mutations of the sodium channel drastically reduce the pore permeability without preventing its gating" Eur. Biophys. J.20. 127-133 (1991)

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  • [文献書誌] Imoto, K. et al.: "A ring of uncharged polar amino acids as a component of channel constriction in the nicotinic acetylcholine receptor" FEBS Lett.289. 193-200 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Terlau, H. et al.: "Mapping the site of block by tetrodotoxin and saxitoxin of sodium channel II" FEBS Lett.293. 93-96 (1991)

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公開日: 1993-03-16  

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