2021 Fiscal Year Research-status Report
Bioassay sensor using stimuli-response of immobilized model cell membranes
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21K12283
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| Research Institution | Wakayama National College of Technology |
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Principal Investigator |
森田 誠一 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (70332054)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バイオアッセイ / バイオセンサー / モデル細胞膜 / 脂質二分子膜 / コラーゲンモデルペプチド / 農薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リポソーム様モデル細胞膜の膜特性評価として，先行研究での検討（DPPC，DOPC，DSPC，DPPEなど炭化水素鎖長および極性基の異なるリン脂質の混合系）に加え，新たに多価不飽和脂肪酸であるDHAおよび分岐鎖脂肪酸である12-methyltridecanoic acidがモデル生体膜（DPPC二分子膜）の流動性に及ぼす効果を温度や圧力を変化させて時間分解蛍光異方性測定および示差走査熱計を用いて比較した。どちらの脂肪酸も屈曲した構造やかさ高い構造から膜内における脂質分子の配向性を乱し，膜流動性を増大させると考えられたが，多価不飽和脂肪酸が膜流動性を大きくし，膜の液晶状態への相転移を低温側へシフトさせるのに対して，分岐鎖脂肪酸は相転移温度に影響を与えなないにも関わらず，高温環境では脂質二分子膜内における脂質分子の回転運動を大きく抑制していることがわかった。
リポソーム様のモデル細胞膜の指示担体としてのコラーゲンモデルペプチドについては，比較的低分子量のモデルペプチドに対して，金電極表面への自己集合単分子層の形成とその固定化密度を適切に制御することで，電極上で固定化したコラーゲンモデルペプチドとバルク中のコラーゲンモデルペプチドとの間でコラーゲン特有の三重らせん構造の会合体を可逆的に形成できることを確認できた。
一方，モデル細胞膜と化学物質との相互作用としての膜透過性の電極反応による評価については，リポソーム内に封入するプローブ分子の探索を行っているが，条件を満足するプローブ分子の選定に至っていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験を担当していた学生の途中退学および病気による休学があり，相互作用の定量化に関連する部分にやや遅れがみられるが，他の検討項目は順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，混合脂質を用いて，膜を構成する脂質と膜特性の関連を明らかにし，モデル細胞膜デザインの指針を定める。また，これまでの示差走査熱量（DSC）に加え，等温滴定熱量計（ITC）使用の目処が立ったため，熱測定を利用した二分子膜と化学物質との相互作用の解析を進め，熱力学的なパラメータによる解析を行い，モデル細胞膜デザインに還元する。
難航しているリポソームの膜透過性を電極反応で評価するためのプローブを引き続き探索する。水溶性ビタミンなどの比較的分子量の大きく，酸化還元に関連する生体関連物質に着目して有用性を検討する。
コラーゲンモデルペプチドについては，ゲル化するものを調製し，電極上でのゲル化ならびにコラーゲンゲルへのリポソームの固定化とその制御について検討する。
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| Causes of Carryover |
学会がオンラインでの開催となったため旅費としての利用がなかったため。
脂質などの消耗品の購入に充てる予定である。
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