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2013 Fiscal Year Research-status Report

ナノディスクを用いた脂質膜反応場の創成

Research Project

Project/Area Number 25610120
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

中野 実  富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (70314226)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsナノ粒子 / 脂質 / アポリポタンパク質
Research Abstract

コール酸透析法により、アポリポタンパク質とリン脂質からなるディスク状複合体(ナノディスク)を調製した。調製時の温度やリン脂質とapoA-Iのモル比(25:1~100:1)、リン脂質の種類を変え、得られる粒子の大きさ(流体力学的直径)をサイズ排除クロマトグラフィーにより評価した。調製条件に依存して、流体力学直径が約9.6nm (large size)、および7.9 nm (small size)のナノディスクが得られた。リン脂質としてホスファチジルコリン(PC)のみを用いて調製すると、37℃においてはlarge sizeのナノディスクが生成したが、ホスファチジルセリン(PS)やホスファチジルエタノールアミン(PE)を含む条件ではsmall sizeのナノディスクの生成量が増加した。蛍光寿命および蛍光異方性データから、PSはsmall sizeナノディスクの鞍状構造を安定化し、一方、PEはlarge sizeナノディスクの平面構造を不安定化することが示唆され、両脂質がsmall sizeのナノディスクの形成を促進する機序が異なることが明らかになった。
次に、ナノディスクの高次構造化について検討した。アニオン性、あるいはカチオン性のリン脂質を含むナノディスクを調製し、透過型電子顕微鏡により観察したところ、両ナノディスクを等量混合した試料は、混合前の試料に比べて連銭状の構造体の割合が顕著に増加した。このことから、静電相互作用を利用してナノディスクをスタックさせることが可能であることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通りに評価を行うことができた。特に、ナノディスク形成における脂質組成依存性の評価においては、負の自発曲率を有するPEがsmall sizeのナノディスクの生成を促進することから、この粒子が鞍状構造をもつという我々の従来からの主張を支持する結果を得ることができた。また、静電相互作用を利用したナノディスクの高次構造形成を確認することができた。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定に沿って実施する。すなわち、ナノディスクに蛍光脂質を導入し、ナノディスクの集積に伴い蛍光の励起エネルギー移動を生じさせるシステムを構築することで、集積・離散化をリアルタイムに捉える手法について検討を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

ほぼ当初の予定通り使用したが、物品によっては予定よりも購入価格を抑えることができたため。
増税分を考慮し、当初の計画通り使用する。

  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Phospholipid Composition on Discoidal HDL Formation.2013

    • Author(s)
      M. Miyazaki, Y. Tajima, Y. Ishihama, T. Handa, M. Nakano
    • Journal Title

      Biochim. Biophys. Acta

      Volume: 1828 Pages: 1340-1346

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.bbamem.2013.01.012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of Phospholipid Flip-Flop by Transmembrane Peptides.2013

    • Author(s)
      M. Kaihara, H. Nakao, H. Yokoyama, H. Endo, Y. Ishihama, T. Handa, M.Nakano
    • Journal Title

      Chem. Phys.

      Volume: 419 Pages: 78-83

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2012.12.041

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナノディスク自己複製系の構築2014

    • Author(s)
      池田恵介,中野実
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20140328-20140330
  • [Presentation] カリウムチャネルKcsAのpH依存的なリン脂質flip-flop誘起能2014

    • Author(s)
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20140328-20140330
  • [Presentation] リン脂質輸送タンパク質Sec14のホスファチジルイノシトール依存的な会合挙動の評価2014

    • Author(s)
      杉浦太一,高橋知里,池田恵介,中野実
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20140328-20140330
  • [Presentation] Phospholipid Transfer Dynamics Studied by Time-Resolved Small-Angle Neutron Scattering2014

    • Author(s)
      M. Nakano
    • Organizer
      Third International Workshop SKIN2014
    • Place of Presentation
      Grenoble, France
    • Year and Date
      20140324-20140327
    • Invited
  • [Presentation] カリウムチャネルKcsAのリン脂質フリップフロップ誘起能におけるN末ヘリックスの効果2013

    • Author(s)
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • Organizer
      第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20131121-20131122
  • [Presentation] プロテオリポソームを用いたリン脂質フリップフロップの評価2013

    • Author(s)
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • Organizer
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130918-20130920
  • [Presentation] 膜曲率に依存したリポソーム間リン脂質交換2013

    • Author(s)
      中野実
    • Organizer
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130918-20130920
  • [Presentation] 脂質ナノディスクの構造とダイナミクスの評価2013

    • Author(s)
      中野実
    • Organizer
      ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      20130614-20130615
  • [Presentation] Functional evaluation of a phospholipid transfer protein by Neutron Scattering2013

    • Author(s)
      M. Nakano
    • Organizer
      Protein Dynamics and Function Workshop
    • Place of Presentation
      Durham, UK
    • Year and Date
      20130415-20130417
    • Invited
  • [Book] 揺らぎ・ダイナミクスと生体機能 ―物理化学的視点から見た生体分子― 第14章 生体膜2013

    • Author(s)
      岡村恵美子,中野実
    • Total Pages
      pp212-230
    • Publisher
      化学同人
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      www.pha.u-toyama.ac.jp/biointerface/index-j.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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