2018 Fiscal Year Research-status Report
SDAモデルに基づき設計した部分フッ素化人工脂質/膜タンパク質複合体の開発
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18K06568
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
高木 俊之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10248065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
園山 正史 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40242242)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工脂質 / ペルフルオロアルキル / 膜タンパク質 / バイオセンサ / 多重積層アレー双極子モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工脂質のフッ素化は、物理的・化学的な安定性を付与し、膜タンパク質の組み込みにも有用であることを示してきた。人工脂質／膜タンパク質複合体構築に向けた高配向秩序で適度な膜流動性を有する人工脂質膜を、多重積層アレー双極子（SDA）モデルに基づき設計した部分フッ素化人工脂質を開発する。
ペルフルオロへプチル（F(CF2)7）基を有するジミリストイルホスファチジルコリン（F7-DMPC）の合成において、従来のFn-DMPC（nが偶数）の合成時と同様の全合成を試みたところ、物性測定などを行う上で十分な量（グラムスケール）の合成には成功した。しかしながら、最終生成物の高純度化において収率の低下が生じたことより、高純度化手法（高速液体クロマトグラフィー（HPLC）やゲル浸透クロマトグラフィー（GPC））の精製条件の最適化が必要であることが分かった。
一方、ジパルミトイルホスファチジルコリン（DPPC)にペルフルオロアルキル(F(CF2)n)基を導入したFn-DPPC群の合成において、nが6以上のFn-DPPC群の物性測定を行う上で必要な量を確保出来ず、詳細な物性評価を行えない状況にあった。Fn-DPPC群の合成経路を再検討し、出発原料の変更、各ステップの合成条件および精製条件の最適化を行うことで、Fn-DPPC群のグラムスケール合成経路を見出すことに成功した。また、部分フッ素化脂質（F7-DMPCおよびFn-DPPC群）を用いた再構成膜の評価用モデル膜タンパク質としてバクテリオロドプシン（bR）などの大量調製を行い、随時調製可能な状態で保管（冷暗所）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
部分フッ素化脂質としてペルフルオロへプチル（F(CF2)7）基を有するジミリストイルホスファチジルコリン（F7-DMPC）およびジパルミトイルホスファチジルコリン（DPPC)にペルフルオロアルキル(F(CF2)n)基を導入したFn-DPPC群の合成において、グラムスケール合成が可能な合成経路を見出し、物性測定を行う上で必要な量を確保出来る見通しが立った。さらに部分フッ素化脂質（F7-DMPCおよびFn-DPPC群）を用いた再構成膜の評価用モデル膜タンパク質としてバクテリオロドプシン（bR）の大量調製も順調に進み、随時調製可能な状態で大量保管することが出来た。以上のことからおおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、見出した合成条件を基に、ペルフルオロアルキル（F(CF2)n、n>4）基を有するFn-DPPC群のグラムスケール合成を行い、物性測定などを十分に行える量を持ち上げる。最終生成物であるF7-DMPC およびFn-DPPCの純度が非常に重要であることから、物性測定の1つである視差走査熱量測定（DSC）の結果を基に最終生成物または中間体の精製プロセスを再検討し、最終生成物の高純度化を目指す。また、前年度に大量調製したモデル膜タンパク質であるバクテリオロコプシン（bR）を用いた再構成膜の調製および機能評価（安定性評価など）を検討する。
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