1991 Fiscal Year Annual Research Report
イノシト-ルリン脂質代謝系細胞内情報伝達機構に関与する膜脂質物性の解明
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01580262
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大木 和夫 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80115394)
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| Keywords | イノシト-ルリン脂質 / ホスファチジン酸 / カルシウムイオン / 生体膜の構造 / 脂質とタンパク質の相互作用 / 情報伝達 / 膜物性 / 相分離 |
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| Research Abstract |
研究は年度の進行にともない、その重点をイノシト-ルリン脂質とジアノルグリセロ-ルから、ホスファチジン酸(PA)に移してきた。ホスファチジル酸は細胞の刺激受容時にホスホリパ-ゼCが活性化されるイノシト-ルリン脂質代謝系およびホスホリパ-ゼDが活性化される伝達機構のいずれにおいても重要な役割を果たしている。最終年度は、この方針をさらに進め、生理的な条件下で負電荷をもつホスフィチジン酸が生体膜においてタンパク質とどのような静電相互作用をしているか、また、細胞内カチオンにより、どのような膜内分布を誘導されるかを解明することを研究の目的とした。
示差走査熱量測定から、膜タンパク質のモデルとして導入した陽イオン性ペプチドのペリリジンは、従来、主張されていたようなホスファチジン酸に対する1対1の化学量論はもっておらず、この静電相互作用は、むしろ、ナトリウムイオンと類似したものであった。X線回折測定からは、さらに、ポリリジンは膜内の脂質分子の充填密度を変化させず、カルシウムイオンの作用とは明らかに異なることが示された。シンクロトロン放射光X線のデ-タの解析を進め、仮定したポリリジン/DPPA膜モデルの電子密度分布と比較することで、膜構造の詳細な検討を行った。その結果、極めて妥当なポリリジン/DPPA膜の構造を得ることができた。この結果は、生体膜において表在性タンパク質が酸性リン脂質と相互作用する基本的な様式に有用な知見を与えるものである。一方、高感度示差走査微少熱量計(DSC)を用いて、ホスファチジン酸がカルシウムイオンの影響下に脂質膜内でどのような分布をとるかを検索した。その結果、ホスファチジン酸は他のリン脂質分子種の中にあって、カルシウムイオンにより完全な分離領域を形成することはなく、微少領域として残ることが示された。これは生体膜の微細構造と膜機能の関連を解明するための重要な知見である。
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[Publications] 大木 和夫: "Ethanol induces interdigitafed gel phase between lamellar gel phase and ripple phase in phosphatidylcholine membranes:a scanning density meter study" Biochimica et Biophysica Acta. 1028. 215-222 (1990)
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[Publications] 大木 和夫: "Effect of substitution of hydrogen oxide by deuterium oxide on thermotropic transition between the interdigitated gel phase of dihexadecylphosphatidylcholine" Biochemical and Biophysical Research Communications. 174. 102-106 (1991)
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[Publications] 高橋 浩: "Electrostatic interaction of poly(Lーlysine)with dipalmitoylphosphatidic acid studied by Xーray diffraction" Biochimica et biophysica Acta. 1069. 229-234 (1091)
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[Publications] 大木 和夫: "リン脂質のInterdigitated構造" 生物物理. 31. 287-292 (1991)
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[Publications] J. Matko: "Luminescence quenching by nitroxide spin labels in aqueous solution:Studies on the mechanism of quenching" Biochemistry. 31. 703-711 (1992)
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[Publications] 相原 薫,上田 眞太郎,野崎 正彦 編集,大木 和夫: "バイオサ-ファクタント" サイエンスファ-ラム, 464 (1990)
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[Publications] 日本生物物理学会編,大木 和夫: "生物物理学の最前線" 講談社ブル-バックス, 302 (1990)
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[Publications] 野沢 義則,神野 耕太郎,井上 圭三,大木 和夫編集,大木 和夫: "膜学実験シリ-ズ 第I部 生体膜編" 共立出版,
