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2012 年度 実績報告書

ストイキオメトリーの多様性を考慮に入れた新しい心筋カリウムチャネルモデルの確立

公募研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 23136518
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)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワードイオンチャネル / 電位依存性カリウムチャネル / 不整脈 / QT延長症候群 / 複合体 / ストイキオメトリー
研究実績の概要

これまでの研究成果から得られた、KCNQ1とKCNE1の複合体チャネルのストイキオメトリーの多様性について、その機能的な意義を明らかにする目的で、主にアフリカツメガエル卵母細胞を用いた電気生理学的手法により検討を行った。特にその活性化のキネティクスについて、20秒から30秒の脱分極刺激を入れることにより、主に2~3秒程度の時定数を持つ速いコンポーネントと20~30秒に及ぶ遅い時定数を持つ遅いコンポーネントに大別できることを明らかにした。そしてそのコンポーネントの割合が注入するKCNE1のmRNAの量に依存して変化し、KCNE1の量が多いほど遅いコンポーネントの割合が増大することを明らかにした。すなわち、過剰なKCNE1の発現がチャネルの活性に対して抑制的に働いていることがわかった。さらにタンデムコンストラクトを用いることで、4:1、4:2、4:4(KCNQ1:KCNE1の分子比)のストイキオメトリーを持つイオンチャネルを発現させたところ、やはり4:4のチャネルは遅いコンポーネントの割合が高く、活性化のキネティクスが4:2や4:1のチャネルに比べて遅くなっていることが明らかとなった。以上の結果を踏まえ、KCNQ1-KCNE1チャネルのKinetic Modelを構築し、シミュレーションによりModelの妥当性を検討した。4つある電位センサーのうち、KCNE1が結合した電位センサーの電位依存性を変化させることで、4:4あるいは4:2のチャネルの実験結果を再現することができた。今後の課題として、KCNE1が結合した電位センサーと結合していない電位センサーが、実際に異なる動きをしていることを実験で示すことが必要であり、それによりKCNQ1-KCNE1イオンチャネル複合体のKinetic Modelを完成されることができると考えている。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 電位センサードメインを介したKCNQチャネルのゲーティング修飾機構2013

    • 著者名/発表者名
      中條浩一
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] イオンチャネル修飾サブユニットの追加による生理機能進化2012

    • 著者名/発表者名
      中條浩一
    • 学会等名
      第14回日本進化学会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2012-08-21
    • 招待講演

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公開日: 2018-02-02  

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