2022 Fiscal Year Annual Research Report
フルオロフォビック効果による自発的膜タンパク質集積を用いた人工細胞膜構造体の創製
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20K06573
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
園山 正史 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40242242)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リン脂質 / 膜タンパク質 / フッ素化 / 境界脂質 / フルオロフォビック効果 / フルオロフィリック効果 / 脂質膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フルオロフォビック効果を利用した人工細胞膜構造体の創製において，最も重要な材料であるDipalmitoylphosphatidylcholine(DPPC)の新規部分フッ素化アナログ分子群Fn-DPPC（n=4,6,8）について，高純度でグラムスケールの化合物合成を行うことができた。これらの部分フッ素化リン脂質の重要な膜物性の1つであるゲル－液晶相転移挙動を，示差走査熱量測定（DSC）および放射光X線回折により調べた結果，既に報告済みのFn-DMPCに類似した，相転移温度，相転移のエンタルピー変化・エントロピー変化はパーフルオロアルキル鎖長依存的な，際だった性質を示すことがわかった。
さらに，膜タンパク質の再構成に向けた基礎検討として，Fn-DPPC/DPPC二成分系混合膜の混和挙動を調べるために，様々な濃度比の試料のDSC測定を行い，相図を作成した。その結果，F8-DPPC/DPPCの相分離がF8-DMPC/DMPCとは異なる興味深い振る舞いを示すことがわかり，現在X線回折実験の結果も含めて，相分離挙動の解釈を進めている。
一方，人工細胞膜構造体におけるもう一方の重要な構成要素である膜タンパク質の特徴を調べるため，モデル膜タンパク質バテクリオロドプシン（bR）の再構成を行い，円二色性スペクトルやレーザーフラッシュフォトリシス等の分光測定により，膜タンパク質の構造・機能の特徴を調べた。パーフルオロアルキル鎖長に強く依存した高次構造や光機能中間体の違いが見られた。二成分系混合脂質膜への再構成も試み，膜タンパク質の分配等に関する基礎的な知見を得ることができた。
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