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定量的脂質二分子膜センサーの実験的諸問題とその解決へのアポプロ-チ

Research Project

Project/Area Number 08640768
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field 分離・精製・検出法
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

菅原 正雄  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (50002176)

Project Period (FY) 1996 – 1997
Project Status Completed (Fiscal Year 1997)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 1997: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1996: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords脂質二分子膜 / 膜透過性 / イオノフォア / 膜電位 / グルタミン酸受容体 / バイオセンサ / 化学センサ / グルタミン酸受容イオンチャンネル / アニオン性サイト
Research Abstract

(i)グルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白が三種のアゴニスト(NMDA,L-グルタミン酸,LーCCGーIV)に対して示す化学選択性を,binding assayではなく,より生理的条件に近い指標(チャンネルを透過したイオンの全数)を用いて評価することを可能にした,すなわち,グルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白の化学選択牲の評価を.同一膜を用いて評価することにより,膜に包埋したレセプター数に依存しない新しい化学選択性の評価法を提案した(Biosensors&Bioelectronics).
(ii)テトラフェニルホウ酸などのアニオン性サイトと種々のイオノフォアを同時に包埋した脂質二分子膜は,膜抵抗を低下させ,電位測定の確率を著しく高めることを見い出した.従来,膜が作成できたにもかかわらず,膜抵抗が高いため(100ギガオーム以上)に約60%の確率でしか電位測定ができなかった.しかし,本研究では.電位応答型脂質二分子膜センサーを定量的レベル(100%の測定確率)に高めることができた.更に,アニオン性サイトと種々のイオノフォアを同時に包埋した平面脂質二分子膜はアルカリ及びアルカリ土類金属イオンに対して常にNernst応答を与えることを見い出した.これにより,定量的脂質二分子膜センサーの可能性が拓かれた(Ana1.Sci.).
(iii)脳のNMDAサブタイプのGluRにはアミノ酸配列の相同性の違いに基づいた4種類の分子種が存在する.NMDAレセプター分子種のうち最も脳内に広く分布する11分子種のみを発現したCHO(chinese hamster ovary)細胞から単離したεl/ζ1 NMDAレセプター分子一個を平面脂質二分子膜中に包埋し,総イオン透過量に基づいてアゴニスト選択性を評価した.εl/ζ1分子種1分子が示した1秒間当たりの総イオン透過量は,異なる膜間においてもよい一致を示し,εl/ζ1分子種に固有の値としてのアゴニスト選択牲を定められることを見出した.得られた選択性は,(i)の場合と同様に,εl/ζ1分子種とアゴニストとの間の結合能と比べて著しく縮まっていた.また,εl/ζ1ーNMDAレセプターの情報変換の効率はL-CCG-IVの場合にL-グルタミン酸及びに比べて,1.4倍大きかった.(投稿中).

Report

(2 results)
  • 1997 Annual Research Report
  • 1996 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All Other

All Publications (10 results)

  • [Publications] M.Sugawara: "Electrochemical Evaluation of Chemical Selectirity of Glutamate Receptor Ion Channel Proteins with a Multi-channel Sensor" Biosensors & Bioelectronics. 12. 425-439 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sato: "Potentiometric Responses Receptor-incorporated Bilayer lipid Membranes with and without Anionic Sites" Anal.Sci. 13. 437-446 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ozawa: "An Optical Method for Evaluating Ion Selecfirity for Calcium Signaling Pathways in the Cell" Anal.Chem.69. 3081-3085 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] 菅原正雄: "レセプター蛋白に基づく化学センシング-生理適合性を有するアゴニスト選択性の評価法" 表面. 35. 660-668 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sato: "Conophore incorporated bilayer lipid membranes that selectively respond to metal ions and induce membrane permeability changes." Biosensors & Bioelectronics. 13(印刷中). (1998)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] K.Odashima: "Advances in Supramolecular Chemistry Vol.4(分担執筆)" JAI press,London, 75 (1997)

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugawara: "Methods in Molecular BiologyーProtocols in Biosenser Research(分担執筆)" Humana press,Totowa(印刷中),

    • Related Report
      1997 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugawara: "Electrochemical Evaluation of Chemical Selectivity of Glutamate Receptor Ion Channel Proteins with a Multi-Channel Seusor" Bioseusors & Bioelectronics. (印刷中). (1997)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugawara: "Froutiers in Biosensorics I(分担執筆)" F.W.Scheller,F.Schubert and J.Fedrowltz, 11 (1997)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugawara: "Curreut Topics in Biophysics(分担執筆)" P.T.Frangopol(印刷中),

    • Related Report
      1996 Annual Research Report

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Published: 1996-04-01   Modified: 2016-04-21  

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