2000 Fiscal Year Annual Research Report
生体弾性機能マトリックスの自己集合組織化:流動場に於ける構造形成と機能発現
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11640584
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
甲斐原 梢 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (90080564)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 浩義 久留米大学, 医学部, 講師 (10213175)
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| Keywords | 弾性線維蛋白質 / エラスチン / 細胞外マトリックス / 動脈硬化 / 自己集合組織化 / コアセルベーション / 生体機能材料 / 粘弾性位相差顕微鏡 |
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| Research Abstract |
●弾性線維蛋白質-水系の温度依存性コアセルベーション:相分離を駆動する疎水性効果と静電効果
ウシ項靭帯由来α-エラスチン-水系の温度依存性コアセルベーションは、基本的に疎水性相互作用に基づいて誘起され、臨界領域では急激な流体力学的サイズの増加を経て、粒径が大きく粒径分布の広いミクロ相分離液滴の分離生成、一方、臨界濃度から充分に離れた領域では、粒径が小さく粒径分布の狭い経過時間の長い液滴の生成観察される。共存金属イオンは、異符号荷電側鎖間の引力的相互作用を遮蔽し、全ての濃度領域が臨界領域型の分子集合挙動へと変化する。静電的相互作用によりコアセルベーションが誘起される系として、水処理用陽イオン性高分子電解質-ウシ血清アルブミン水溶液について実験を行った。静電的相互作用に基づくコアセルベーションでは、温度の影響が全く見られないのが最大の特徴である。
●弾性線維蛋白質-水系の温度依存性コアセルベーション:共存金属イオンとの選択特異的相互作用
ウシ項靭帯由来α-エラスチン-水系の金属塩化物共存下での相分離挙動は、一価アルカリ金属イオンでは相分離開始温度が低下し、離液順列に基づく塩析効果と考える事が出来る。一方、カルシュウム、銅、ランタンイオンでは、結合部位やポリペプチド鎖の構造に特異な影響を与える選択的相互作用が見られる。カルシュウム、ランタンイオンのみがペプチド骨格カルボニル酸素と相互作用し得る事が明かとなったが、この事は、弾性線維蛋白質上へのカルシュウム沈着が動脈硬化の素因である事、実験的動脈硬化症の改善にランタンイオンが有効である事と関連している。
●弾性線維蛋白質-水系の温度依存性コアセルベーション:球状液滴と紐状集合体
位相差顕微鏡観察の結果、一般的な球状のミクロ相分離液滴と共に、紐状集合体が形成している事が明かとなった。剪断応力の影響下では、紐状集合体が形成は抑制される事が示唆される。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] 甲斐原梢: "Characterizations of Critical Processes in Liquid-Liquid Phase Separation of Elastomeric Protein-Water System-Microscopic Observations and Light Scattering Measurements-"Biopolymers. 53・5. 369-379 (2000)
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[Publications] 甲斐原梢: "pH-Induced Coacervation in complexes of Bovine Serum Albumin and Cationic Polyelectrolytes"Biomacromolecules. 1・1. 100-107 (2000)
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[Publications] 甲斐原梢: "Effects of Selective Metal Ion Binding on Structural and Functional Characteristics of Elastin Peptides"Peptide Science 1999. 263-266 (2000)
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[Publications] 井上浩義: "Effects of Anion Exchange Resin as Phosphate Binder on Serum Phosphate and iPTH Levels in Normal Rats"International Journal of Artificial Organs. 23・4. 243-249 (2000)
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[Publications] 甲斐原梢: "Self-Assembly and Coacervate Formation of Elastomeric Protein-Water System under Shear Stress"Biopolymers. (発表予定). (2001)
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[Publications] 甲斐原梢: "Self-Assembly and Temperature-Dependent Coacervation of Elastin Model Peptides,(VPGVG)_n, an Biologically Derived α-Elastin-Phase Contrast Microscopy and Light Scattering Photometry-"Biomacromolecules. (発表予定). (2001)
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[Publications] 甲斐原梢: "Handbook of Polyelectrolyte and Their Applications/ed. By S.Tripathy and H.S.Nalwa Characterization of Proteinic Coacervate Formation : From Primeval Cell Model to Biofunctionality Materials"American Scientific Publisher (発表予定). (2001)
