高速原子間力顕微鏡による電位依存性Na+チャネルの電位依存的活性調節機構の解明

使用高速原子力显微镜阐明电压门控 Na+ 通道的电压依赖性活性调节机制

• 批准号: 22K19290
• 负责人: 角野 歩
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19290/
• 关键词: 電位依存性ナトリウムチャネル; 高速原子間力顕微鏡

電位依存性ナトリウムチャネルについて、電位依存性の異なる三種類の変異体を脂質膜中に再構成して高速原子間力顕微鏡で構造動態を観察した。その結果、0 mVにおいて活性化ゲートが開いた変異体では、イオン透過路を形成するポアドメインに、電位センサードメインが密着し、連動して運動していることが分かった。一方で、0 mVにおいて活性化ゲートが閉じる変異体では、電位センサーがポアドメインから大きく解離し、ポアドメインとの運動の連動性は消失していた。両者の中間の電位依存性を示す変異体では、電位センサーは多くの時間でポアドメインに結合していたが、運動の連動性は失われていた。興味深いことに、静止状態のチャネルにおいて解離した電位センサードメインは、異なるチャネルに由来する電位センサードメインと会合して二量体を形成していることを発見した。チャネルの開閉に伴うチャネル間架橋の形成・解離はこれまで提唱されていなかった構造変化であり、チャネルの協同的機能の理解に大きく貢献すると期待する。

Potential dependency ナ ト リ ウ ム チ ャ ネ ル に つ い て, potential dependence の different な る three kinds の - variant を lipid membrane に constitute し again て high-speed interatomic force 顕 micromirror で tectonic dynamic を 観 examine し た. そ の results, 0 mV に お い て activeness ゲ ー ト が open い た - variant で は, イ オ ン を formed through road す る ポ ア ド メ イ ン に, potentiometric セ ン サ ー ド メ イ ン が indiscrete し, moving and し て movement し て い る こ と が points か っ た. Party で, 0 mV に お い て activeness ゲ ー ト が closed じ る - variant で は, potentiometric セ ン サ ー が ポ ア ド メ イ ン か ら big き し く dissociation, ポ ア ド メ イ ン と の movement の linkage は disappear し て い た. Struck the の の potential dependency among を shown す - variant で は, potentiometric セ ン サ ー は more く の time で ポ ア ド メ イ ン に combining し て い た が, sports の linkage は lost わ れ て い た. Fun deep い こ と に, static state の チ ャ ネ ル に お い て dissociation し た potential セ ン サ ー ド メ イ ン は, different な る チ ャ ネ ル に origin す る potential セ ン サ ー ド メ イ ン meet と し を て 2 quantity body formation し て い る こ と を 発 see し た. チ ャ ネ ル の open closed に with う チ ャ ネ ル bridge between の formation, dissociation は こ れ ま で mention sing さ れ て い な か っ た structure - the で あ り, チ ャ ネ ル の synergy function の understand に big き く contribution す る と expect す る.

项目成果

Dissociation and inter-channel dimerization of voltage-sensor domains (VSD) of voltage-gated Na+ channel in the resting state

静息状态下电压门控Na通道电压传感器域（VSD）的解离和通道间二聚化

• 发表时间: 2023
• 作者: Ayumi Sumino;Takashi Sumikama;Leonardo Puppulin;Mikihiro Shibata;Katsumasa Irie
• 通讯作者: Katsumasa Irie

High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals Spontaneous Nucleosome Sliding of H2A.Z at the Subsecond Time Scale

高速原子力显微镜揭示了 H2A.Z 在亚秒级时间尺度的自发核小体滑动

• DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04346
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nano Letters
• 影响因子: 10.8
• 作者: Morioka Shin;Sato Shoko;Horikoshi Naoki;Kujirai Tomoya;Tomita Takuya;Baba Yudai;Kakuta Takahiro;Ogoshi Tomoki;Puppulin Leonardo;Sumino Ayumi;Umeda Kenichi;Kodera Noriyuki;Kurumizaka Hitoshi;Shibata Mikihiro
• 通讯作者: Shibata Mikihiro

Dynamics of Target DNA Binding and Cleavage by Staphylococcus aureus Cas9 as Revealed by High-Speed Atomic Force Microscopy

高速原子力显微镜揭示金黄色葡萄球菌 Cas9 靶标 DNA 结合和切割的动力学

• DOI: 10.1021/acsnano.2c10709
• 发表时间: 2023
• 期刊: ACS Nano
• 影响因子: 17.1
• 作者: Puppulin Leonardo;Ishikawa Junichiro;Sumino Ayumi;Marchesi Arin;Flechsig Holger;Umeda Kenichi;Kodera Noriyuki;Nishimasu Hiroshi;Shibata Mikihiro
• 通讯作者: Shibata Mikihiro

高速原子間力顕微鏡と人工脂質膜による膜機能タンパク質の動態観察

使用高速原子力显微镜和人工脂质膜观察膜功能蛋白的动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: ISHII;Satoshi;Renzhi Ma;角野歩
• 通讯作者: 角野歩

Dynamics of scorpion toxin binding to the K+ channel: single-molecule study using high-speed atomic force microscopy (HS-AFM)

蝎毒素与 K 通道结合的动力学：使用高速原子力显微镜 (HS-AFM) 的单分子研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Daiya Mombayashi;Azusa Oshima;Masumi Yamaguchi;Akira Heya;Koji Sumitomo;Ayumi Sumino
• 通讯作者: Ayumi Sumino