2011 Fiscal Year Annual Research Report
センサーを用いた細胞膜と薬物の相互作用研究の新展開
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22590036
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
勝 孝 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40112156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 圭一 群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70323334)
駒越 圭子 岡山大学, 薬学部, 技術専門職員 (50437563)
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| Keywords | イオンセンサー / 酵素電極 / ポルフィリン / キサンテン系色素 / 光不活性化 / 膜電位 / グラミシジンSアナログ / 膜透過 |
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| Research Abstract |
本年度得られた研究成果は以下の通りである。
1.色素による細胞膜の光不活性化機構を解明するために、ポルフィリン及びキサンテン系色素を用いて細菌および赤血球膜に対する作用を詳細に検討した。センサーとして、カリウムセンサー、酸素電極、テトラフェニルホスホニウムセンサーを用い、膜透過性亢進、呼吸阻害、膜電位消失などの早い過程で引き起こされる細胞膜機能の低下をリアルタイムで追跡した。その結果、キサンテン系色素による光不活性化は、一部の色素では呼吸阻害がみられだものの、主に膜透過性亢進による膜電位低下が引き金になることを明らかにした。この作用は、呼吸阻害による膜電位低下が引き金になったカチオン性ポルフィリン色素とは大きく異なった。作用の違いは、細胞質膜中での色素の存在位置に起因する可能性が大きいことが、赤血球の形態変化の観察から示唆された。
2.抗生物質グラミシジンSは細菌膜の透過性を増大し、強力な抗菌作用を示すものの、赤血球膜にも作用して溶血活性を示すため、溶血活性の低いグラミシジンSアナログの創製を目指して研究を進めた。合成したアナログの細菌に対する膜透過性亢進作用は、細胞質からのカリウムイオンの流出をカリウムセンサーを用いて評価し、溶血作用と比較した。その結果、グラミシジンSのβ-ターン部位のフェニルアラニン残基を、側鎖にピリジル基をもつ親水性非天然アミノ酸に置換したペプチドが溶血活性を抑え、細菌膜の透過性を選択的に増大させることを見出した。
3.グラム陰性菌の外膜透過性を亢進させる物質を探索することを目的として、カリウムセンサーと細胞質膜の透過性を選択的に増大させるカリウムイオノフォアとを組み合わせた評価法の開発を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画通り実験が進み、研究成果が原著として2報発表できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
カチオン性ポルフィリンとキサンテン系色素の間で作用の違いが見られたことから、今後さらに色素の種類を変えて検討し、色素間の違いがなぜ起こるのかを解明する。
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