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2015 Fiscal Year Annual Research Report

リン脂質輸送タンパク質の生体膜動的制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26287098
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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池田 恵介  富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 助教 (00553281)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords蛍光 / 中性子散乱 / リン脂質 / リン脂質輸送タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

脂質の輸送速度の定量的評価法の確立のため、ピレンラベルされた蛍光性ホスファチジルコリン(pyrene-PC)を含むリポソームとシクロデキストリン(CD)を用いて蛍光強度の時間変化を追跡した。リポソームのpyrene-PC濃度とエキシマー蛍光強度の検量線から、CDを介したpyrene-PCの膜間移動に伴うエキシマー蛍光の減衰を蛍光脂質濃度の減衰に換算して、移動速度定数を算出することができた。またその温度依存性から、pyrene-PCとCDの複合体形成の活性化エネルギーが求められた。
酵母のリン脂質輸送タンパク質Sec14を介したpyrene-PCの輸送は脂質組成に強く依存し、酸性リン脂質量の増加により促進された。酸性リン脂質はタンパク質の膜への結合にはほとんど影響を与えず、膜上での脂質の受け取りの際に静電相互作用が寄与すると考えられた。一方、アシル鎖不飽和度や膜の曲率の増加によっても輸送速度は増加し、飽和リン脂質膜では全く輸送されなかった。
酵母のステロール輸送タンパク質Kes1の輸送活性を、蛍光性ステロールDHEを用いて評価した。DHEの輸送はホスファチジルイノシトール-4-リン酸(PI4P)依存的で、PI4Pを含まない膜へは輸送しなかった。また、膜の曲率の増加により輸送が促進された。
リン脂質やステロールのヘテロな粒子間の移動評価の系として、リポソーム―ナノディスク混合系を構築し、ナノディスクからの自発的なステロール移動がリポソームからの移動に比べ数倍速いことを見いだした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

酵母の2種類の脂質輸送タンパク質の輸送速度評価に関して予定通り実験を進めることができた。SPRによるタンパク質の膜結合性評価に関しては、非特異的結合を抑制する手法を検討する必要がある。

Strategy for Future Research Activity

Sec14に関して、もう一つの輸送基質であるホスファチジルイノシトールの輸送活性をpyrene-PIを用いて評価し、脂質選択性を明らかにする。
脂質輸送による膜環境の変化やPIリン酸化酵素活性への影響を評価する予定である。

Causes of Carryover

消耗品の購入量等が当初の見込みと異なったが、ほぼ計画通り使用している。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初の計画からの大きな変更はない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Texas A&M Health Science Center(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Texas A&M Health Science Center
  • [Journal Article] Kinetic and Thermodynamic Analysis of Cholesterol Transfer between Phospholipid Vesicles and Nanodiscs.2015

    • Author(s)
      N. Matsuzaki, T. Handa, M. Nakano
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 119 Pages: 9764-9771

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b03682

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] High Membrane Curvatures Enhance Binding, Conformational Changes, and Fibrillation of Amyloid-β on Lipid Bilayer Surfaces.2015

    • Author(s)
      Y. Sugiura, K. Ikeda, M. Nakano
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Pages: 11549-11557

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/acs.langmuir.5b03332

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preparation and Characterization of Reconstituted Lipid–Synthetic Polymer Discoidal Particles.2015

    • Author(s)
      M. Tanaka, A. Hosotani, Y. Tachibana, M. Nakano, K. Iwasaki, T. Kawakami, T. Mukai
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 31 Pages: 12719-12726

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/acs.langmuir.5b03438

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 膜脂質を動かすペプチドのデザイン2016

    • Author(s)
      中野実
    • Organizer
      第22回ペプチドフォーラム
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-03-05 – 2016-03-05
    • Invited
  • [Presentation] FLIP-FLOP PROMOTION BY MEMBRANE-SPANNING SEQUENCES IN THE ER MEMBRANE PROTEINS.2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Nakao, Keisuke Ikeda, Yasushi Ishihama, Minoru Nakano
    • Organizer
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Los Angeles, USA
    • Year and Date
      2016-02-27 – 2016-03-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EFFECTS OF LIPID MEMBRANE CURVATURES ON BINDING, SECONDARY STRUCTURE, AND AGGREGATION OF AMYLOID-BETA PROTEIN.2016

    • Author(s)
      Yuuki Sugiura, Keisuke Ikeda, Minoru Nakano
    • Organizer
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Los Angeles, USA
    • Year and Date
      2016-02-27 – 2016-03-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アミロイドβタンパク質の膜結合、構造変化および凝集に脂質膜曲率が与える影響2015

    • Author(s)
      杉浦裕樹、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      膜シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [Presentation] リン脂質輸送タンパク質Sec14の脂質輸送促進因子の探索2015

    • Author(s)
      杉浦太一、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      膜シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [Presentation] 自己重合ペプチドによる安定かつサイズ制御可能なナノディスク2015

    • Author(s)
      近藤弘章、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      膜シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [Presentation] 静電相互作用を利用したナノディスクの会合・解離の制御2015

    • Author(s)
      坂下奈名、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      膜シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [Presentation] 高曲率膜によるアミロイドβタンパク質の 膜結合、二次構造変化、凝集の促進2015

    • Author(s)
      杉浦裕樹、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2015-11-19 – 2015-11-20
  • [Presentation] ネイティブケミカルライゲーションペプチドによって構成されるリン脂質ナノディスクの開発2015

    • Author(s)
      近藤弘章、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第127回例会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2015-11-15 – 2015-11-15
  • [Presentation] 静電相互作用によるナノディスクの水中での会合・解離の制御2015

    • Author(s)
      坂下奈名、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第127回例会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2015-11-15 – 2015-11-15
  • [Presentation] ER膜タンパク質の膜貫通配列のリン脂質flip-flopを促進する物理化学的性質の解析2015

    • Author(s)
      中尾裕之、池田恵介、石濱 泰、中野 実
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] 膜タンパク質の機能構造解析を指向した安定かつサイズ制御可能なナノディスクの開発2015

    • Author(s)
      近藤弘章、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] リン脂質輸送タンパク質Sec14のホスファチジルコリン輸送に対する脂質膜組成の影響2015

    • Author(s)
      杉浦太一、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] ディスク状脂質-ペプチ ドナノ粒子の自己複製系の構築と反応機構の解析2015

    • Author(s)
      池田恵介、中野 実
    • Organizer
      日本膜学会第37年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [Presentation] 小胞体膜タンパク質の膜貫通配列のリン脂 質フリップフロップ誘起メカニズムの解析2015

    • Author(s)
      中尾裕之、池田恵介、石濱 泰、中野 実
    • Organizer
      日本膜学会第37年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [Presentation] 脂質輸送タンパク質 Kes1 のステロール輸送 機構の解明2015

    • Author(s)
      瀬尾崇識、横山弘和、池田恵介、中野 実
    • Organizer
      日本膜学会第37年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-27  

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