Channel regulating mechanisms of lipid bilayers via chemical-physical transduction

通过化学-物理转导的脂质双层的通道调节机制

• 批准号: 20H00497
• 负责人: 老木 成稔
• 金额: $ 28.95万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00497/
• 关键词: 脂質2重膜; イオンチャネル; 膜物性; 膜張力; 接触バブル2重膜法; コレステロール; 膜双極子電位

脂質2重膜はチャネルにどのように働きかけてその機能を制御しているのか。これが本研究の問いである。脂質2重膜はチャネルなどを載せる単なる受動的な容器ではなく、もっと能動的にチャネルに働きかけていることが分かってきた。この機構を解明することが本研究の目的であり、このことにより生体膜の複雑な機能の理解が深まる。脂質2重膜の内部では膜張力や膜内電場などの物理特性が変化し、チャネルに働きかけている。そしてそれらの物理特性は、脂質組成の変動や膜に溶け込む小分子（リガンドや薬物）によっても変化することが明らかになってきた。すなわち脂質2重膜は、リガンドや薬物が膜に入り込み化学組成変化が起これば、内部の物理特性を変化させ（化学－物理変換）、それをチャネルに作用させる、一種の「化学－物理変換体」である。この機構を解明するために生体膜を解体し、脂質2重膜にチャネルを組み込んだ系（再構成チャネル膜）で実験を行うことが本研究の戦略である。研究代表者らが世界に先駆けて開発した再構成 チャネル膜法によって様々な実験が可能になり、「脂質2重膜の化学-物理変換という普遍的な機構とチャネルへの作用」を解明する。特に膜張力は様々な生理的環境の中で変化し、その変化が直接チャネルに作用するので、膜張力をダイナミックに測定することが不可欠である。これにより従来、静的・半定量的であった 実験の精度を上げ、より詳細なチャネル－膜相互作用について検討した。本年度の特筆すべき実績は、チャネルのゲート特性を解析するための新しい方法を開発することに成功したことである。従来の方法では解析できなかった単一チャネルのフリッカー現象を解析できるようになった。この解析方法の確立に膨大な時間を費やしたが、これによりチャネルが膜張力に対してどのように応答しているか明らかになり、投稿間近である。これに関係する論文も投稿準備中である。

Lipid 2 heavy membrane is produced in the middle of the cell. This study was conducted in the context of the study. Lipid 2 heavy membrane is produced in a passive container. This paper aims to understand the mechanism of membrane recombination and its function. The physical properties of lipid 2 membrane change from membrane tension to membrane electric field. The physical properties of the lipid composition and the solubility of small molecules Lipid 2 heavy membrane, lipid, lipid, The mechanism of this study is explained in detail in the following paragraphs: The research representative explained the possibility of "chemical-physical transformation of lipid 2 membrane and its universal mechanism" in the world's first development and reconstruction of lipid membrane. In particular, membrane tension changes in response to physiological conditions, and changes in membrane tension can be measured directly. The precision of the semi-quantitative method is improved and the membrane interaction is investigated in detail. This year's special performance analysis of the characteristics of the new method to develop a successful The method of analysis is to analyze the phenomenon of " The establishment of this analysis method takes a lot of time, and the answer is clear and clear due to the tension of the membrane, and the submission time is short. This article is in preparation.

项目成果

カリウムチャネルはK+イオンより小さなNa+イオンの通過をどのようにして阻止しているのか

钾通道如何阻止比 K+ 离子小的 Na+ 离子的通过？

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本の科学者
• 作者: Yui Sudo;Katsutoshi Itoyama;Kenji Nishida;Kazuhiro Nakadai;Okabe S.;老木成稔
• 通讯作者: 老木成稔

EurekAlart!

尤里克警告！

Binding of cardiolipin to the KcsA channel at the membrane outer leaflet allosterically opens the inner gate

心磷脂与膜外叶 KcsA 通道的结合以变构方式打开内门

• DOI: 10.1101/2022.02.08.479071
• 发表时间: 2022
• 期刊: BioRxiv
• 作者: Inada Masataka;Iwamoto Masayuki;Yoshida Norio;Oiki Shigetoshi;Matsumori Nobuaki
• 通讯作者: Matsumori Nobuaki

Hysteretic behavior of the tension-dependent gating of the KcsA potassium channel revealed by the dynamic manipulation of membrane tension

动态操纵膜张力揭示 KcsA 钾通道张力依赖性门控的迟滞行为

• 发表时间: 2021
• 作者: Masayuki Iwamoto;Shigetoshi Oiki
• 通讯作者: Shigetoshi Oiki

Apparent discrepancy of pH-dependent gating behavior of KcsA potassium channel in macroscopic and single-channel current recordings

KcsA 钾通道 pH 依赖性门控行为在宏观和单通道电流记录中的明显差异

• 发表时间: 2020
• 作者: Yuka Matsuki;Masayuki Iwamoto;Shigetoshi Oiki
• 通讯作者: Shigetoshi Oiki