2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study for elucidation of the structures and functions of nano-sized membrane domains using glycolipid probes
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18H03942
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
安藤 弘宗 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (20372518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 健一 岐阜大学, 研究推進・社会連携機構, 教授 (50423059)
矢木 宏和 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 講師 (70565423)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガングリオシド / 細胞膜ドメイン / 1分子イメージング / 糖鎖 / 光応答性プローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度である本年度は当初の計画に基づいて、各糖脂質プローブの合成に注力し、以下の研究項目を実施した。
1.ガングリオシドとの相互作用に基づいた脂質ラフト親和性蛋白質の同定のためのプローブ合成
申請者らが細胞膜動態解析の為に開発した蛍光ガングリオシドプローブの分子設計、合成経路を基にして、光応答性官能基を糖鎖部分に結合させた新たな標的蛋白質補足用プローブを合成した。初めにGM3の光応答性プローブを合成し、界面活性剤不溶画分への分配性、液体秩序相－液体非秩序相分配等の性状試験によって、プローブが天然のガングリオシドと同等の物理化学的特性を維持していることを確認した。次に細胞膜中での蛋白質との相互作用を1分子イメージングによって観測し、光照射によりガングリオシド－蛋白質複合体が架橋されることを確認した。この結果を受けて、さらに複雑なスフィンゴ糖脂質のプローブの合成を実施し、3種の新たなプローブの合成を完了した。
2.ガングリオシドによるホモリティックな糖脂質ドメイン形成の普遍性および形成因の解明に向けたプローブの合成
ガングリオシドのサブファミリーの内、これまで精査したガングリオ系とは異なる母核糖鎖構造を有するサブファミリーのプローブを合成を開始し、本年度において新たに4種のガングリオシドプローブを合成した。そのうち、一つのサブファミリーにおいても以上系列と同様のホモダイマー化が有意に進行することを細胞膜中での1分子イメージングにより明らかにした。さらに、糖鎖部分が鏡像異性体関係にあるラクトシルセラミドプローブの合成を完了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、目的としたプローブの合成が首尾よく完了し、随時1分子イメージングの実験へと移行できている。また、細胞膜でガングリオシド相互作用する蛋白質同定の実験系の確立も着手できており、次年度において計画通り、ガングリオシド標的蛋白質の解析の結果が得られるものと期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に沿って、親和性蛋白質の同定においては、光架橋実験、アフィニティー分離、プロテオミクス解析を進める。非特異的相互作用の度合いを評価しながら、光応答性官能基の選択を検討し、特異性の高い構造へと最適化する。また、ホモリティックな糖脂質ドメイン形成の普遍性の検証、形成因の解明においては、異なる系列のガングリオシド及びその他の糖鎖構造をもつ糖脂質プローブの合成を進めるとともに、本年度で合成を完了したプローブを用いて、ホモダイマー形成の時間、頻度の解析を進める。
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