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論文 |
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炭竈, 享司 ; Sumikama, Takashi
概要:
金沢大学新学術創成研究機構ナノ生命科学研究所<br />細胞はイオンチャネルを通る選択的イオン透過を利用して電気シグナルを生成する。そのため、イオンチャネルを通るイオンの選択性と透過は生命にとって必須である。本研究では、このイオン選択性とイ
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オン透過の関係を調べることを目的とした。Punch through法による電流計測は、イオン種によって電流－電圧曲線の線形が異なることを示唆している。この違いを説明するため、分子動力学シミュレーションにより、モデルチャネルを通る電流－電圧曲線の線形とイオン透過の律速段階の関係について解明した。カリウムチャネルを通るナトリウムの電流－電圧曲線は優線形と予想され、これは低電位でのカリウム選択性に寄与すると考えられる。<br />Ion selectivity and ion transports through ion channels are essential for life: Living cells generate electrical signals by utilizing selective ion permeation through channels. The aim of this study is to reveal the relationship between ion selectivity and ion permeation. The electrophysiological measurement employing the punch through method implies that the shape of the current-voltage (i-V) curve differs among ion species. In order to explain this difference, the relationship between the shape of i-V curve and the rate-determining step of ion permeation was analyzed by using the molecular dynamics simulation. The shape of the i-V curve of sodium ions through the potassium channel was predicted to be superlinear, which is considered to contribute to the selectivity for potassium over sodium at low voltage.<br />研究課題/領域番号:26870232, 研究期間(年度):2014-04-01 - 2016-03-31
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炭竈, 享司 ; Sumikama, Takashi
概要:
金沢大学新学術創成研究機構ナノ生命科学研究所<br />生合成されたイオンチャネルの単量体がいかに細胞膜に取り込まれ、その後、多量体を形成して機能できるようになるかは未だに解明されていない。本研究では、分子動力学法を用いたシミュレーションに
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より、それらの過程を観察し解明することを目的とした。その結果、最小のチャネルの一つであるポリセオナミドBが細胞膜に突き刺さる過程を分子レベルから解明することに成功した。多量体の形成機構については研究を進めることは出来なかったが、近年提案されているelectronic continuum correction法がより正確にイオンとタンパク質、脂質分子の相互作用を記述するには不可欠であることを確認できた。<br />The insertion process of monomers of ion channels to membranes and the mechanism of eventual multimeric formation of them are still unknown. In this study, we aimed to reveal them by using the molecular dynamics simulation. The insertion process of the polytheonamide B, one of the smallest ion channel, was clarified at the molecular level. Though the multimeric formation mechanism was not investigated, it was confirmed that the recently suggested electronic continuum correction is significant for precisely describing ion-protein and ion-lipid interaction.<br />研究課題/領域番号:17K17768, 研究期間(年度):2017-04-01 - 2020-03-31<br />出典：「イオンチャネルの多量体化の機構の解明とその生理的意義」研究成果報告書 課題番号17K17768（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K17768/）を加工して作成
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