遺伝子の複製開始の制御を焦点とした「多リン酸型脂質」の生理的重要性

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480167
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 石川 雄一 大分大学, 工学部, 助教授 (30184500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 健夫 東京理科大学, 理学部, 助教授 (80261501) ; 吉見 剛司 大分大学, 工学部, 助手 (90284786)
• Keywords: 二重化リン脂質 / チトクロームc / DNA複製 / ポルフィリン / 二分子膜

Research Abstract

細胞膜の中には、一個のリン酸親水基と二本のアルキル長鎖を持つ通常の脂質が二量化した、二つのリン酸基と四本のアルキル長鎖を持った、風変わりな脂質が混在する。熱力学的には二分子膜の形成にとりこの二重化した構造は必要なく、その界面コロイド的な存在意義は不可解であった。本研究で、この二重化したリン脂質を系統的に合成した。リン酸基間の架橋部の距離とグリセリン性水酸基の有無を分子設計の指針とした。電子移動系のタンパク質Cytcと遺伝子の複製を開始するタンパク質DnaA(大腸菌)の活性に与える合成の二重化リン脂質の添加効果を評価した。二つのリン酸基の間隔が、広がり過ぎた場合、効果的なタンパク質への結合は抑えられる事が、円偏向二色性スペクトルからのタンパク質のコンホメーション変化、ナノグラムの変化を検知できるQCMによる結合量の観察、および、Cytcの電子移動速度に及ぼす脂質の結合の影響から判明した。この知見を基に、大腸菌の遺伝子の複製を開始させるタンパク質DnaAの活性に与える脂質の効果をみた。二リン酸脂質とタンパク質との相互作用は、二つのリン酸基が協同的に作用してDnaAに結合するためであり、DnaA側にもその受容部位がある事を認めた。また、開始タンパク質の休止と活性状態が、混合二分子膜の分布状態と関係している事も明らかにした。また、電子移動の活性化を目指して、Cytcのヘムポルフィリンを他の人工のポルフィリン誘導体に再構成して置換するために反転ポルフィリンの合成研究も行った。

Research Products

• [Publications] H.Furuta,Y.Ishikawa ら: "Metal Complexes of N-Confused Calix[4]phrin Derivatives. The First X-ray Structure of Organometalic Compound of Cu (II)."Angew.Chem.. (印刷中). (2001)
• [Publications] Y.Ishikawa,T.Mizushima ら: "In volvement of Arg-328, Arg-334 and Arg-342 of DnaA protein in the fuctional interaction with acidic pospholipids."Biochem.J.. 340. 433-438 (1999)
• [Publications] T.Sasaki,Y.Ishikawa ら: "Enhancement of Photorefractivity in the Isotropic Phase of Polymer Liguid Crystals."J.Phys.Chem.B. 103. 1925-1929 (1999)
• [Publications] H.Furuta,Y.Ishikawa ら: "NH Tautomerism of N-Confused Porphyrin"J.Am.Chem.Soc.. (印刷中). (2001)