• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2009 Fiscal Year Annual Research Report

細胞膜を破壊する蛋白質・ペプチドと膜の相互作用の単一巨大リポソーム法による研究

Research Project

Project/Area Number 21310080
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

山崎 昌一  Shizuoka University, 創造科学技術大学院, 教授 (70200665)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡 俊彦  静岡大学, 理学部, 助教 (60344389)
丹波 之宏  鈴鹿高専, 教養教育科, 講師 (50436911)
Keywords生物物理学 / ナノバイオ / 生体膜 / 巨大リポソーム(GUV) / 単一GUV法 / 毒性蛋白質 / ライセニン / ポア形成
Research Abstract

蛋白質毒素であるライセニンと生体膜の相互作用や膜中のポア(小さな孔)形成の研究は、従来は小さなリポソーム(LUV)のけんだく液を用いた漏れの実験や赤血球の溶血反応により行われてきたが、これらの研究では相互作用の素過程の解明ができなかった。本研究では、ライセニンと脂質膜の相互作用によるポア形成を単一巨大リポソーム(GUV)法により研究した。まず、蛍光プローブのカルセインの水溶液を内部に含むスフィンゴミエリン(SM)/コレステロール(chol)(モル比6/4)膜(秩序液体相)のGUVとライセニンの相互作用を37℃で調べた。低濃度のライセニンが1個のGUVからの急速な(100-200s)カルセインの漏れを誘起し、完全な漏れが終了したあとでもGUVの構造の破壊や変形は生じていなかった。この結果は、ライセニンが膜中にポアを形成し、そのポアを介してカルセインが漏れたことを示す。ポア形成は確率過程的に起こり、そこからポア形成の速度定数を求めた。ポア形成の速度定数やカルセインの漏れの速度定数は、ライセニン濃度とともに増加した。SM/chol/ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)膜のGUVで同様の実験を行ったところ、膜中のSM濃度の減少とともにポア形成の速度定数は減少した。この結果はライセニンのポア形成にSM濃度が重要な役割を果たすことを示す。さらに、カルセインより大きな蛍光プローブのテキサスレッドデキストラン3K(平均分子量1500)を用いて同様の実験を行ったところ、ライセニンはこの蛍光プローブの漏れを誘起することができなかった。以上の結果より、ライセニンの脂質膜中のポア形成の素過程やメカニズムを考察した。

  • Research Products

    (18 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Transformation between Liposomes and Cubic Phases of Biological Lipid Membranes Induced by Modulation of Electrostatic Interactions2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Journal Title

      Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes 9

      Pages: 163-209

  • [Journal Article] 単一GUV法を用いたペプチドと脂質膜の相互作用の解析2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Journal Title

      膜 34

      Pages: 126-132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Size of the Pore in Lipid Membranes Induced by Antimicrobial Peptide Magainin 22009

    • Author(s)
      H.Ariyama
    • Journal Title

      2009 IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science

      Pages: 208-213

  • [Journal Article] Magainin 2-induced pore formation in membrane depends on its concentration in membrane interface2009

    • Author(s)
      Y.Tamba
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 113

      Pages: 4846-4852

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 生体膜のトポロジー変化のダイナミクスとメカニズム2010

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      特定研究「ソフトマター物理」A02班・班会議
    • Place of Presentation
      お茶の水女子大学
    • Year and Date
      2010-03-26
  • [Presentation] 抗菌ペプチド・マガイニン2が膜中に誘起するポア形成のキネティックスパスウエイ2010

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      特定領域「バイオ操作」第8回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂
    • Year and Date
      2010-03-11
  • [Presentation] 単一GUV法を用いた生体膜の機能・ダイナミクスの解析2010

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      大阪大学 情報科学研究科専攻 ERATO四方研究室セミナー
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2010-02-22
  • [Presentation] 単一GUV法を用いた生体膜の機能・ダイナミクスの解析2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      名古屋大学 応用物理学教室 談話会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-12-17
  • [Presentation] 抗菌性ペプチドによる脂質膜中のポア形成の素過程とそのメカニズム : 単一GUV法による研究2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      特定研究「ソフトマター物理」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学・船井哲良記念講堂
    • Year and Date
      2009-11-21
  • [Presentation] The size of the pore in lipid membranes induced by antimicrobial peptide magainin 22009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      2009IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2009)
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2009-11-10
  • [Presentation] Kinetic pathway for the antimicrobial peptide magainin 2-induced pore formation in lipid membranes2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      3^<rd> International Symposium on Nanomedicine (ISNM2009-2)
    • Place of Presentation
      Okazaki
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] The mechanism of the epigallocatechin gallate-induced burst of giant unilamellar vesicles2009

    • Author(s)
      Y.Tamba
    • Organizer
      日本生物物理学会第47回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島 (アスティ徳島)
    • Year and Date
      2009-11-01
  • [Presentation] Lysenin-Induced Pore Formation in Lipid Membranes in Liquid-Ordered Phase : the Single GUV Method Study2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      日本生物物理学会第47回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島 (アスティ徳島)
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] The Size of the Pore in Lipid Membranes Induced by Antimicrobial Peptide Magainin 22009

    • Author(s)
      H.Ariyama
    • Organizer
      日本生物物理学会第47回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島 (アスティ徳島)
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] Mechanism of Subcritical Pore Formation in Charged Lipid Vesicles Induced by Antimicrobial Peptides2009

    • Author(s)
      V.Levadny
    • Organizer
      日本生物物理学会第47回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島 (アスティ徳島)
    • Year and Date
      2009-10-30
  • [Presentation] Antimicrobial peptide magainin 2-Induced Pore Formation in Lipid Membranes : the Single GUV Method Study2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      International Symposium on Innovative Nanoscience of Supermolecular Motor Proteins Working in Biomembranes (INSMP)
    • Place of Presentation
      Shirankaikan at Kyoto University, Kyoto
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] 抗菌ペプチド : マガイニン2が脂質膜中に形成するポアの大きさ2009

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      特定領域「ソフトマター物理」・第4回領域研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学・学術交流会館
    • Year and Date
      2009-07-01
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~spmyama/index.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi