2006 Fiscal Year Annual Research Report
生体膜の物質輸送・分配に関する動的多核NMR法による研究
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18350004
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中原 勝 京都大学, 化学研究所, 教授 (20025480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松林 伸幸 京都大学, 化学研究所, 助教授 (20281107)
岡村 恵美子 京都大学, 化学研究所, 助教授 (00160705)
若井 千尋 京都大学, 化学研究所, 助手 (40293948)
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| Keywords | 膜 / NMR / 拡散定数 / NOESY / コレステロール / イオン透過 / DPPC / DMPC |
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| Research Abstract |
膜は、生体組織の「内」と「外」を分け、呼吸・栄養補給・代謝に必要な物質の輸送と分配を司る。本研究は、生体膜およびモデル膜における物質透過・分布の非侵襲的なその場測定の方法論を確立する。動的多核NMR法によってイオン透過のダイナミクスを解析するとともに、コレステロールの膜内および溶液中での溶存状態を解析する。本年度に得た結果は以下の通りである。
1.dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)のリン脂質二分子膜(large unilamellar vesicles : LUV;直径400mm)を作成し,^<23>Na-NMRを用いて^<23>Na^+イオンの膜透過をリアルタイムで観測した。イオンチャンネルやキャリア等を介さない脂質二分子膜の熱揺らぎによるイオンの膜透過機構に焦点を絞り,温度変化に伴うNa^+イオンの膜透過性の変化を評価した。クラウンエーテルによって、膜の内外を区別する方法を確立した。初期のNa^+強度の減少からイオン透過速度定数k[s^<-1>]を見積もり,脂質二分子膜のNa^+の透過係数を決定し、その温度依存性を求めた。
2.コレステロールの有機溶媒中での溶存状態を拡散NMRおよびNOESY法によって決定した。コレステロールは、n-オクタノール中では、単分散状態にあるが、クロロホルムやシクロヘキサン中では会合していることを、拡散NMR測定によって見出した。NOESY測定によって、OH基に近接した領域での分子間相関ピークを観測することで、会合の駆動力は水素結合であることを明らかにした。さらに、20φ大口径プローブの開発によって、DMPC膜内でのコレステロールの観測に成功した。
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