2008 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 Kyoto University, 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, 准教授 (20281107)
岡村 恵美子 姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)
若井 千尋 京都大学, 化学研究所, 助教 (40293948)
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| Keywords | 膜 / NMR / NOESY / コレステロール / DPPC / DMPC / 分子シミュレーション / 緩和時間 |
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| Research Abstract |
脂質膜は、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法によって物質の捕獲・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。本年度は、dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)中のコレステロール関連化合物の運動性の系統的な研究を行った。OH基の存在、ステロイド骨格、分子長さの3つの因子に注目し、それぞれの効果を検討した。OH基の存在によって、運動性が大きく変わることが見出された。OH基が存在すると、分子配向に制限が生じて、分子の運動性は落ちる。逆に、OH基が無いときは、配向の自由度の増大のために、NMR信号の線幅は減少する。ビタミンD2やノニルフェノールなどとの比較により、ステロイド骨格が存在しなくても、運動が制限されることを見出した。また、分子長さが大きくなると、運動性が落ちる。その効果は、コレステロールのみならず、アルキルフェノールにおいても顕著であり、OH基の存在と分子長さの因子と内分泌撹乱作用との関連が示唆された。また、OH基が存在しないときは、配向の制限因子が無いために、膜内位置が変化し、化学シフトに影響を与えることも見出した。さらに、脂質膜結合の支配因子を明らかにするために、脂質膜への分子結合の自由エネルギー解析を行った。結合分子が疎水性のときも、存在位置が水との界面に近ければ、水は引力的に働くことが見出された。
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