2015 Fiscal Year Annual Research Report
単一巨大リポソーム法による抗菌ペプチドと膜透過ペプチドの機能のメカニズムの解明
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15H04361
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
山崎 昌一 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70200665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 俊彦 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60344389)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 単一巨大リポソーム法 / 抗菌ペプチド / 細胞透過ペプチド / 脂質膜中のポア形成 / 脂質膜の張力 / 生体膜のイメージング / 脂質膜のキュービック相 / 生体膜のダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．抗菌ペプチド・マガイニン２(Mag)の脂質膜中のポア形成に対する膜の張力の効果を研究した。Magが巨大リポソーム(GUV)の外側の単分子膜に結合すると、GUVの膜の面積が増加し、外力による膜の張力はMagのポア形成の速度定数を増大させた。以上のことから、Magのポア形成は膜の伸展（張力）が活性化することが明らかになった。また、膜にコレステロールが存在するとMagのポア形成の速度定数が減少した。この結果はプリポアの縁の線張力がコレステロールにより増大するためと考えられる。
２．抗菌ペプチドのポア形成との比較のために、外力による膜のポア形成を研究した。脂質膜の表面電荷に基づく静電相互作用が増加するにつれて、張力による膜のポア形成の速度定数が増大することを見出し、その結果を理論的に解析した。また、張力による膜のポア形成の速度定数の温度依存性からポア形成の活性化エネルギーを求めることに成功し、その張力依存性から活性化エネルギーは張力に依存しない項と張力に反比例する項の和で表されることを実験的に見出した。
３．抗菌ペプチド・ラクトフェリシンB (LfcinB) の抗菌活性の研究を行った。蛍光顕微鏡を用いた単一GUV法によりLfcinBとDOPG/DOPC-GUVの相互作用を研究した結果、LfcinBがGUV内部の蛍光プローブを急速に流出させることを見出し、その統計的な解析によりポア形成の速度定数を求めた。一方、位相差顕微鏡を用いた単一GUV法によりLfcinBとDOPG/DOPC-GUVの相互作用を研究した結果、33 ms以内にGUVの直径が少し小さなものに変化することがわかり、「局所的な破裂」と名づけた。急速な漏れは、膜の局所的な破裂によって起こっていることがわかった。
４．脂質膜の２分子膜液晶相とキュービック相の間の相転移の素過程の活性化エネルギーを求め、それを理論的に考察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
抗菌ペプチドによる脂質膜中のポア形成に対する張力の効果や、それを理論的に考察するための外力により誘起される張力による脂質膜中のポア形成に関して、多くの成果が得られた。また、膜透過ペプチドとGUVの相互作用や膜透過に関しても多くの成果が得られ、現在論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）抗菌ペプチド・マガイニン2 (Mag) のポア形成と膜の伸展や張力との相関を、昨年度に引き続き研究する。
（２）他の抗菌ペプチドのポア形成の単一GUV法による研究とそれらに対する外力等による膜の張力の効果を、昨年度に引き続き研究する。
（３）トランスポータン10 (TP10) などの膜透過ペプチド（CPP)の脂質膜透過に対する脂質膜組成や膜の張力の効果を、昨年度に引き続き研究する。
（４）外力等による膜の張力が膜の物性に与える効果を、昨年度に引き続き研究する。
（５）CPPと膜の相互作用による膜の構造変化とその基礎研究である脂質膜の２分子膜液晶相とキュービック相の間の相転移を、昨年度に引き続き研究する。
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Research Products
(23 results)
