2008 Fiscal Year Annual Research Report
全反射型蛍光相関分光測定による生体膜結合性分子複合体の研究
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18207010
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金城 政孝 Hokkaido University, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (70177971)
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| Keywords | 分子認識 / ナノバイオ / 生体分子 / 蛍光測定 / 1分子 / 全反射光学系 / 生体膜 |
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| Research Abstract |
生体膜上でドメイン形成やラフトなどのリン脂質やリン脂質-蛋白質複合体が不均一に分布し細胞機能に直接関与していることが分かってきた。しかしそのような複合体がいつどのように形成されるかに関しては明らかにされていない。そのような複合体の形成をいち早く検出するために、元となる分子の挙動を細胞内で高感度に検出する全反射型蛍光相関分光装置の開発を行った。特にこれまで研究を進めてきたFCSの特長を生かしつつ、生体膜を対象としてその技術を2次元に広げた多点全反射蛍光相関分光装置(Multipoint Total Internal Reflection Fluorescence Correlation Spectroscopy、MP-TIR-FCS)の研究開発を行った。
当初の計画では4箇所であった検出点を, 拡張して7箇所とし, 実際にバンドル化した光ファイバーの設置と検出器の設定と安定化を行い, 装置の検出効率を高めた。溶液中の蛍光色素, 蛍光粒子, また膜結合GFPモデル蛋白を細胞内発現させた測定等を通して本MP-TIR-FCSが生体膜上での膜結合性分子の検出が安定的に可能であることを証明した。次に機能的なタンパク質をしてNaポンプタンパク質の拡散速度を測定した。これらのタンパク質の機能はATP依存的であることが分かっているので, ATP存在下, 非存在下において比較したところ, 生体膜内での拡散速度に明確な違いが見られた。特にATP存在下で動きが遅くなったことから, ラフトの形成またはタンパク質複合体形成が示唆された。現在, 装置の改善を進めると同時に, この結果がどのような生理的な反応と関連するのか, またラフトの形成なのか, タンパク質複合体の形成などかを中心研究を進め, 明らかにする予定である。
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