Bioassay sensor using immobilised model cell membranes

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11685
• Research Institution: Suzuka National College of Technology
• Principal Investigator: 森田 誠一 鈴鹿工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (70332054)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土井 正光 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (30217608) ; 西本 真琴 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (70609057)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: モデル細胞膜 / 脂質二分子膜 / 不飽和脂肪酸 / 相転移 / コラーゲンモデルペプチド

Outline of Annual Research Achievements

モデル細胞膜についてDipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)を検討している。DPPC二分子膜は温度により異なる相状態を持つ。この相変化に与えるさまざまな脂肪酸の影響を時間分解蛍光異方性測定で調査した。DPPC二分子膜水溶液の時間分解蛍光異方性測定より得られた異方性値は42 ℃付近で急激に変化し、DPPC二分子膜のゲル相から液晶相への相転移を確認できた。また、これより脂質分子の運動を評価するため、異方性値から脂質の運動性を関連する回転拡散係数および脂質の傾きに関連するオーダーパラメーターを算出した。さらに、DPPC二分子膜に飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸を各々添加し，脂肪酸が回転拡散係数およびオーダーパラメーターにおよぼす影響を調査したところ、脂肪酸の持つ構造の違いで脂質分子運動および脂質の傾きに影響をおよぼすことが確認できた。
一方、モデル細胞膜の固定化マトリクスとして利用するコラーゲンモデルペプチドについては、既に三重らせん構造を形成することが知られている(Pro-Pro-Gly)10、(Pro-HypR-Gly)10そして(HypR-HypR-Gly)10と言ったモデルペプチドのセルフリー合成を検討している。合成は、N末端を9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)基で保護したトリペプチドユニットを、市販のアミノ酸誘導体を利用し、液相法によりDCC/HOBt法で行った。現在、Fmoc化トリペプチドを固相合成用のユニットとして利用し樹脂上で目的とするモデルペプチドの合成を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

モデル細胞膜の固定化法の検討および膜特性の評価にやや遅れが生じた。これは研究代表者が高専間人事交流制度で配置換えとなったため当初予定した通りの連携が難しかったこと、また、モデル細胞膜の評価に用いるラングミュアバランスの測定部に不調があり、メーカーによる原因特定とその修理に予想よりも時間がかかったためである。なお、2019年度から、人事交流制度による配置換えは解消されており、以降の研究推進に与える影響はない。

Strategy for Future Research Activity

遅れの出ている水晶振動子微量天秤（QCM）へのモデル細胞膜の固定化については、報告例の多い支持二分子膜（SBMｓ）の利用も積極的に検討する。また、目的物質との相互作用の表についてもQCM法に先立って、蛍光分析による評価を計画より前倒しして実施することとする。コラーゲンモデルペプチドの合成については計画通りの実施が可能である。