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2011 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  静岡大学, 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, 講師 (60344389)
丹波 之宏  鈴鹿工業高等専門学校, 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 / 蛋白質毒素 / 抗菌ペプチド / ポア形成
Research Abstract

1.蛋白質毒素ライセニンが誘起する脂質膜中の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)/ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)-GUVとライセニンの相互作用を37℃で調べた。カルセインの膜透過は確率過程的に始まり、その後膜透過速度定数は時間とともに増加し、やがて定常的な最大値をとり、その状態が長い時間続いた。この値から求めた膜透過係数の最大値P^sは、ライセニン濃度とともに大きく増大した。この結果は、ライセニンが誘起する膜中のポア濃度が時間とともに増大し、定常的な最大値をとることを示す。SM/DOPC/コレステロール(chol)-GUVとライセニンの相互作用でも同様な結果が得られたが、低濃度のライセニンの場合にはP^sはSM/DOPC-GUVのP^sよりもかなり大きかった。ライセニンはSM/DOPC膜やSM/DOPC/chol膜と相互作用すると、SDS電気泳動で検出できるSDS耐性オリゴマーを形成した。SDS耐性オリゴマーの割合のSM/ライセニンのモル比に対する依存性は、P^sのSM/ライセニンの比に対する依存性とほぼ同じであった。この結果は、SDS耐性オリゴマーの増加とともに膜中のポア濃度が増大することを示す。一方、ライセニンは一様な秩序液体相の脂質膜であるSM/chol(6/4)膜のGUVでもポアを形成したので、そのポア形成には相分離による異なる相の境界は必要ないことを示す。これらの結果からライセニンのポア形成の素過程について考察した。
2.抗菌ペプチドのマガイニン2とジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)とDOPCの混合膜のGUVの相互作用により、膜の表面積が増加することを定量的に求めた。その結果に基づいて、マガイニン2が誘起する脂質膜中のポア形成の理論を構築した。

  • Research Products

    (20 results)

All 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (16 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 膜で測る:生体膜の機能やダイナミクスを解明する単一GUV法2011

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 29巻7 Pages: 48-54

  • [Journal Article] A membrane filtering method for the purification of giant unilamellar vesicles2011

    • Author(s)
      Y.Tamba
    • Journal Title

      Chem.Phys.Lipids

      Volume: 164 Pages: 351-358

    • DOI

      10.1016/j.chemphyslip.2011.04.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetics of Low pH-Induced Lamellar to Bicontinuous Cubic Phase Transition in Dioleoylphosphatidylserine/Monoolein2011

    • Author(s)
      M.M.Alam
    • Journal Title

      J.Chem.Phys.

      Volume: 134 Pages: 145102-1-145102-10

    • DOI

      10.1063/1.3575240

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Single GUV Method for Probing the Antimicrobial Peptide-Induced Pore Formation in Lipid Membranes2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      1st Annual Symposium of Antimicrobial Research
    • Place of Presentation
      Beijing International Convention Center, Beijing, China(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-01
  • [Presentation] The Single GUV Method for Probing Dynamics and Functions of Biomembrane2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      International ERATO Symposium on Lipid Structures in and around Proteins
    • Place of Presentation
      Hotel Hankyu Expo Park, Osaka(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-13
  • [Presentation] Mechanism of antimicrobial peptide magainin 2-induced pore formation in lipid membranes2011

    • Author(s)
      T.Takahashi
    • Organizer
      17^<th> International Biophysics Congress (IUPAB)
    • Place of Presentation
      China National Convention Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2011-11-02
  • [Presentation] The single GUV method reveals the antimicrobial peptide-induced pore formation in lipid membranes2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      17^<th> International Biophysics Congress (IUPAB)
    • Place of Presentation
      China National Convention Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2011-11-02
  • [Presentation] Spontaneous Insertion of Lipopolysaccharide into Lipid Membranes from Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      J.M.ALAM
    • Organizer
      17^<th> International Biophysics Congress (IUPAB)
    • Place of Presentation
      China National Convention Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2011-11-02
  • [Presentation] Kinetics of Low pH-Induced Lamellar to Bicontinuous Cubic Phase Transition in Dioleoylphosphatidylserine/Monoolein2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      17^<th> International Biophysics Congress (IUPAB)
    • Place of Presentation
      China National Convention Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2011-10-31
  • [Presentation] Protein Toxin Lysenin-Induced Membrane Permeability : the Single GUV Method Study2011

    • Author(s)
      J.M.ALAM
    • Organizer
      17^<th> International Biophysics Congress (IUPAB)
    • Place of Presentation
      China National Convention Center, Beijing, China
    • Year and Date
      2011-10-31
  • [Presentation] The Single GUV Method Reveals the Peptide/Protein-Induced Pore Formation in Lipid Membranes2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      International Symposium on Synthesizing Life & Biological Systems
    • Place of Presentation
      Senri Life Science Center, Osaka(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] Effects of Binding of Magainin 2 to Lipid Membranes on Surface Area and Volume of single GUVs2011

    • Author(s)
      T.Takahashi
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Dependence of Lysenin-Induced Membrane Permeability on Cholesterol and Lysenin Concentration in the Membrane Surface2011

    • Author(s)
      J.M.ALAM
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] A membrane filtering method for purification and concentration of giant unilamellar vesicles2011

    • Author(s)
      Y.Tamba
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Kinetics of Low pH-Induced Lamellar to Bicontinuous Cubic Phase Transition in Dioleoylphosphatidylserine/Monoolein2011

    • Author(s)
      M.Yamazaki
    • Organizer
      日本生物物理学会第49回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学・姫路書写キャンパス(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] 抗菌性ペプチドのマガイニン2が脂質膜面に誘起するポア形成のメカニズム2011

    • Author(s)
      高橋智貴
    • Organizer
      第1回ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都、(京都府)
    • Year and Date
      2011-08-04
  • [Presentation] 蛋白質毒素ライセニンが誘起する脂質膜中のポア形成:単一GUV法による研究2011

    • Author(s)
      J.M.ALAM
    • Organizer
      第1回ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都,(京都府)
    • Year and Date
      2011-08-04
  • [Presentation] 低いpHにより誘起される生体脂質膜の液晶相からキュービック相への相転移のキネティックス2011

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      第1回ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都,(京都府)
    • Year and Date
      2011-08-04
  • [Presentation] 単一GUV法による抗菌ペプチドのポア形成の研究2011

    • Author(s)
      山崎昌一
    • Organizer
      第29回物性物理化学研究会「膜のダイナミズムと薬物透過:基礎から予測・制御で」
    • Place of Presentation
      京都大学薬学部記念講堂、京都府(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-20
  • [Remarks]

    • URL

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

URL: 

Published: 2013-06-26  

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