Effect of long-chain fatty acids on membrane properties during necrotosis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05728
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Umegawa Yuichi 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (20587779)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 極長鎖脂肪酸 / ネクロトーシス / 脂質二重膜 / 蛍光測定

Outline of Final Research Achievements

To evaluate in detail the effects of very long-chain fatty acids (VLCFAs), which have been implicated in necrotosis, on lipid bilayers, we synthesized fluorescent-labeled VLCFAs and performed fluorescence measurements under various conditions. The results showed that VLCFA increased the order of lipid molecules in the center of lipid bilayers and raised the phase transition temperature. Solid-state NMR and molecular dynamics simulations suggest that the alkyl chain terminus of VLCFA is inserted into the opposite lipid leaflet or folded in the center of the bilayer, increasing the atomic density in the center of the membrane and possibly causing a change in membrane properties specific to VLCFA.

Free Research Field

天然物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本件研究によりVLCFAが脂質二重膜中央部でのオーダーを上昇させることが示された。これは脂質二重膜内外葉の相互作用（インターリーフレットカップリング）を強め、細胞膜を介したシグナル伝達に関与している可能性がある。これはネクローシス特有のプロセスにおいて、VLCFAが細胞膜のイオン透過能を上昇させるだけでなく、シグナル伝達においても重要な役割を担っていることが考えられる。
また本研究で合成した蛍光標識VLCFAは、他の脂質分子の研究、例えばlignoceroyl sphingomyelinの研究等にも応用可能であり、今後の脂質膜研究への展開が期待できる。