化学発光速度を指標とするリポソームの膜透過性の評価法の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17655028
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 上舘 民夫 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (70185990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷 博文 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10271644) ; 石田 晃彦 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (20312382)
• Keywords: 膜透過性 / リボソーム / 化学発光 / エオシン / 蛍光色素 / 膜透過速度定数

Research Abstract

1.エオシンYを用いる膜透過性の評価
リボソームの内水相にペルオキシダーゼ(POD)を封入し、その外水相にエオシンYと過酸化水素を添加すると、エオシンYと過酸化水素は迅速に膜を透過し、内水相においてPODを触媒とする化学発光反応が進行した。そこで、リン脂質であるフォスファチジルコリンに対して30〜45%のコレステロール含量を有するリボソームにPODを封入し、発光応答曲線を測定した。その結果、コレステロール含量が増大するほど発光初期速度は減少した。この結果から、エオシンYの発光初期速度が膜透過性を反映することがわかった。
2.ピレン法による膜流動性の評価
コレステロール含量が増大するほど発光初期速度は遅くなる原因として、コレステロール含量が増大するほどリボソームの膜流動性が減少することが考えられる。そこで、30〜45%のコレステロール含量を有するリボソームに蛍光プローブであるピレンを加え、膜流動性を評価した。その結果、コレステロール含量が増大するほど、膜流動性が減少した。したがって、エオシンYの発光初期速度を用いる方法が膜透過性の評価法として利用できることが明らかになった。
3.膜透過性の速度論的解析
リボソーム内へのエオシンYと過酸化水素の透過と化学発光反応を考慮して、発光初期速度を表す速度式を解析した。その結果、発光初期速度は膜透過速度定数、反応速度定数および基質初濃度で表された。また、反応速度定数および基質初濃度が一定のとき、発光初期速度は膜透過速度定数に比例することがわかった。エオシンYの膜透過速度定数を求めたところ、3.02x10^<-3> s^<-1>の値になった。