エックス線1分子計測によるイオンチャネル開閉ダイナミクスの解析

使用单分子 X 射线测量分析离子通道打开/关闭动力学

• 批准号: 20050010
• 负责人: 清水 啓史
• 金额: $ 1.98万
• 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 on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20050010/
• 关键词: イオンチャネル; 1分子計測; 構造変化; 放射光; 機能; 同時計測; ダイナミクス

エックス線1分子計測法の発展とともに相補的な計測法である蛍光エネルギー移動を用いた構造変化計測を並行して行った。蛍光エネルギー移動を用いた構造変化計測については、様々な蛍光プローブの組み合わせによってエネルギー移動効率がどのように変化するかを計測し、観測条件、観測プローブの組み合わせ、観測サイトの選択の指標となる初期データを得た。エックス線1分子計測については、5000フレーム/秒の高速で観測できるシステムを用いてデータの蓄積を行い、日本生物物理学会に報告した。また、100ミリ秒程度の速度で溶液置換が可能な溶液置換観測チャンバーの作製に成功し、放射光施設での試験運用を開始することができた。現在は、観測チャンバーの改良に取り組んでいる。画像解析プログラム作製について、検出システムを刷新することによって高速度観測を実現したため、高速度撮影画像は、従来の30フレーム/秒で観測していた画像とは画質が異なり、解像度、濃度階調ともに飛躍的に改善した。これにより、従来開発してきた計算アルゴリズムでは回折点の抽出ができないことがわかり、プログラムの設計から見直すこととなった。現在は新しいアルゴリズムを用いた計算プログラムの初期版の開発に成功し、画像解析を開始するとともに、問題点をフィードバックしてプログラムの改良に取り組んでいる。特定領域内で他の計測法の専門家との共同研究は11名にのぼり、イオンチャネルの構造ダイナミクス研究を様々な計測手法によって展開している。また、年に1度は一同に会して議論する機会を提供するため、オーガナイザーとしてシンポジウムを企画している。次々と新たなデータの計測に成功し、論文投稿準備中の段階に進んでいるものもある。

エ ッ ク ス line 1 molecular measuring の 発 exhibition と と も に phase of な measuring method で あ る 蛍 light エ ネ ル ギ ー mobile を with い た structure - the measuring parallel し を て line っ た. 蛍 light エ ネ ル ギ ー mobile を with い た structure - the measuring に つ い て は, others 々 な 蛍 light プ ロ ー ブ の group み close わ せ に よ っ て エ ネ ル ギ ー mobile services rate が ど の よ う に variations change す る か を measuring し, 観 test condition, 観 measuring プ ロ ー ブ の group み close わ せ, 観 サ イ ト の sentaku の index と な る early デ ー タ を た. エ ッ ク ス line 1 molecular measuring に つ い て は, 5000 フ レ ー ム / SEC の high-speed で 観 measuring で き る シ ス テ ム を with い て デ ー タ の accumulation を い, Japan biophysical society に report し た. ま た, 100 ミ リ degree の second で solution permutation replacement 観 が may な solution measure チ ャ ン バ ー の cropping に し success, radiation light facilities で の test using を began す る こ と が で き た. Now, バ and 観 test チャ バ バ バ <s:1> improvement に take the set んで る る る. Portrait parsing プ ロ グ ラ ム cropping に つ い て, 検 シ ス テ ム を refresh す る こ と に よ っ て を 観 high speed test be presently し た た め portraits, the high speed of shadow は, 30 フ 従 to の レ ー ム / SEC で 観 measuring し て い た portrait と は quality が different な り, resolution, the concentration order と も に leap に improve し た. こ れ に よ り, 従 to 発 し て き た computing ア ル ゴ リ ズ ム で は inflexion point の spare が で き な い こ と が わ か り, プ ロ グ ラ ム の design か ら see straight す こ と と な っ た. Now は new し い ア ル ゴ リ ズ ム を with い た computing プ ロ グ ラ ム の early version の open 発 に し success, portrait analytic を start す る と と も に, problem point を フ ィ ー ド バ ッ ク し て プ ロ グ ラ ム の improved に group take り ん で い る. で he の specific field measuring method の 専 door home と の joint research は 11 に の ぼ り, イ オ ン チ ャ ネ ル の tectonic ダ イ ナ ミ ク ス research を others 々 な measuring technique に よ っ て expand し て い る. ま に た, year 1 degree は に together will し て comment す る opportunity を provide す る た め, オ ー ガ ナ イ ザ ー と し て シ ン ポ ジ ウ ム を companies draw し て い る. This time, 々と new たなデ たなデ タ タ に test に successful 々と, paper submission preparation <s:1> stage に advancement んで る る ある ある ある ある ある ある ある ある ある ある ある ある.

项目成果

KcsAカリウムイオンチャネルの構造ダイナミクス研究の現状

KcsA钾离子通道结构动力学研究现状

• 发表时间: 2009
• 作者: 清水啓史;岩本真幸;今野卓;老木成稔
• 通讯作者: 老木成稔

イオンチャネル開閉ねじれ運動の1分子動画計測

离子通道打开/关闭扭转运动的单分子视频测量

• 发表时间: 2008
• 作者: 清水啓史

Kチャネルのイオン透過機構:新しい流動電位測定法により明らかになったイオン-水流束比

K通道离子渗透机理：新型流动电位测量方法揭示离子-水通量比

• 发表时间: 2008
• 期刊: 生物物理
• 作者: ○田中理絵;平野正雄;田中 健;早稲田卓爾;老木成稔,安藤博之,久野みゆき,清水啓史,岩本真幸
• 通讯作者: 老木成稔,安藤博之,久野みゆき,清水啓史,岩本真幸

Conformational Changes of Single-Molecular KcsA Potassium Channels during Gating Recorded in a Sub-Millisecond Time Resolution.

以亚毫秒时间分辨率记录的门控过程中单分子 KcsA 钾通道的构象变化。

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirofumi Shimizu;Masayuki Iwamoto;Takashi Konno;Reo Sakakura;Yoshimitsu Aoki;Shigetoshi Oiki
• 通讯作者: Shigetoshi Oiki

KcsAカリウムイオンチャネル開閉ねじれ運動のX線1分子計測

单分子X射线测量KcsA钾离子通道打开/关闭扭转运动

• 发表时间: 2009
• 作者: 清水啓史;老木成稔
• 通讯作者: 老木成稔