2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanisms of functions of antimicrobial peptides and cell-penetrating peptides using the single giant unilamellar vesicle (GUV) method
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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(膜透過)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（小さい孔）形成のメカニズムを解明するために、外側の単分子膜と内側の単分子膜が非対称な脂質組成を持つGUVとmagの相互作用を単一GUV法により研究した。まず、内側の単分子膜だけがlysoPCを持つ非対称なDOPG/DOPC-GUVを構築する方法を開発し、内側の単分子膜のパッキングが外側の単分子膜より大きいことを実験的に示した。その非対称なパッキングを持つGUV中のmagのポア形成の速度定数kpは、lysoPCの濃度が高くなるにつれて（非対称性が増大するにつれて）、減少した。一方、magのポア形成の定量的な理論モデルを構築した。この理論モデルは、kpの膜表面濃度依存性の実験結果を定量的に説明するだけでなく、kpのlysoPC濃度依存性も定量的に説明した。
２．抗菌ペプチド・ラクトフェリシンB (4-9) (LfcinB (4-9))の抗菌活性のメカニズムを解明するために、LfcinB (4-9)とGUVや大腸菌との相互作用を研究した。LfcinB (4-9)が大腸菌と相互作用したときに、SYTOX Greenの大腸菌細胞質への侵入は検出されなかった。一方、DOPG/DOPC膜のGUVとの相互作用では、水溶性の蛍光プローブであるAF647 の漏れを誘起せずにリサミンローダミンBレッド (Rh) をラベルしたLfcinB (4-9) (Rh-LfcinB (4-9)) はGUV内腔に侵入した。また、カルセインを細胞質に含ませた大腸菌との相互作用では、カルセインの漏れを起こさずにRh-LfcinB (4-9)は大腸菌の細胞質に侵入した。以上の結果からLfcinB (4-9)やRh-LfcinB (4-9)の抗菌活性は細胞膜の破壊ではなく、膜を透過して細胞質内のDNA等に結合することによると考えられる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(23 results)
