蛋白質の構造変化ダイナミクス研究のための1分子科学の基盤を求めて

KcsAカリウムチャネルの変異体E71Aは選択性フィルター近傍への変異であり、不活性化を示さないので、pH依存性ゲーティングによるヘリックスゲートの振る舞いを明らかにすることができる。E71A変異体を脂質平面膜に再構成し単一チャネル電流記録を行った。この際、脂質平面膜に1分子のチャネルが組み込まれるようにして実験を行った。酸性pHではE71A変異体の開確率はほぼ100%なので、平面膜に1分子しか再構成されていないかどうかは明白である。このような条件で細胞質側のpHを変化させ、pH依存性開確率を求め、pK値とHill係数を求めた。また各pH条件でゲーティングのキネティクス解析を行った。従来のMarkovモデルを前提としたアルゴリズム(隠れマルコフモデル)による解析に加え、changepoint analysisで単一チャネル電流を解析した。この解析で得られたインターバルの持続時間・平均電流・分散を求め、これを3次元プロットとして表現した。これをPatlakらが開発したvariance-mean法をもとに解析を行った。これにより開確率などが簡単に求められただけでなく、従来の解析では捉えにくかったサブレベルを特定することができた。今後、Changepoint analysisのインターバルを統合し、各サブレベルのdwell時間分布を解析し、従来のアルゴリズムで得られた分布と比較検討したい。

KcsAカリウムチャネルの変異体E71Aは選択性フィルター近傍への変異であり、不活性化を示さないので、pH依存性ゲーティングによるヘリックスゲートの振る舞いを明らかにすることができる。E71A変異体を脂質平面膜に再構成し単一チャネル電流記録を行った。この際、脂質平面膜に1分子のチャネルが組み込まれるようにして実験を行った。酸性pHではE71A変異体の開確率はほぼ100%なので、平面膜に1分子しか再構成されていないかどうかは明白である。このような条件で細胞質側のpHを変化させ、pH依存性開確率を求め、pK値とHill係数を求めた。また各pH条件でゲーティングのキネティクス解析を行った。従来のMarkovモデルを前提としたアルゴリズム(隠れマルコフモデル)による解析に加え、changepoint analysisで単一チャネル電流を解析した。この解析で得られたインターバルの持続時間・平均電流・分散を求め、これを3次元プロットとして表現した。これをPatlakらが開発したvariance-mean法をもとに解析を行った。これにより開確率などが簡単に求められただけでなく、従来の解析では捉えにくかったサブレベルを特定することができた。今後、Changepoint analysisのインターバルを統合し、各サブレベルのdwell時間分布を解析し、従来のアルゴリズムで得られた分布と比較検討したい。