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生化学:電位依存性K+チャネルにおけるゲート開閉のための電荷移動の原理

Nature 423, 6935 doi: 10.1038/nature01581

電位依存性K+は、チャネル開口が膜電位のわずかな変化に敏感に依存するため、あたかもスイッチが入るように作用する。開口は、チャネルタンパク質のらせん構造のS4領域のアルギニン残基による電荷が移動することによって起こる。細胞外に面したチャネル外縁には「パドル型電位センサー」があり、各S4領域がこのパドルの半分を形作っている。今回我々は、チャネルが閉じているときにはこのパドル型電位センサーが膜の内部の、細胞内側の表面近くにあり、チャネルが開くときには膜を横切って内側から外側へと長い距離を動くことを明らかにした。KvAPチャネルを平面状の脂質膜中に再構成し、モノクローナル抗体Fab断片と電位センサー毒素を用い、チャネルに連結したビオチンへのアビジンの結合を利用して調べたのである。これらの結果から考えて、パドル型電位センサーは、レバーに付着した疎水性の陽イオンような働きをすることによって、チャネル孔を膜の電場に応じて開閉させるのであろう。

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