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生体膜における曲率形成と膜の形態変化を誘導・制御するペプチドツール

Publicly Offered Research

Project AreaDynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
Project/Area Number 26102522
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

二木 史朗  京都大学, 化学研究所, 教授 (50199402)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords生体膜 / 曲率 / 両親媒性ペプチド / エプシン / Sar1p / ペプチド / 細胞
Outline of Annual Research Achievements

細胞の分裂や運動、分化、細胞内小胞輸送など、細胞の健全な営みには細胞膜のダイナミックな形態変化が必要である。細胞膜の曲がり具合(曲率、curvature)の誘導原理の理解は、細胞の営みの本質の一端に迫れるのみならず、種々の細胞現象を制御・調節する新しい方法論の開発に結びつく。直接的な膜構造変化の誘導のみならず、膜曲率の変化は膜張力にも影響を与え、細胞内アクチンの構造変化を介した細胞の運動、増殖、分化等の生理的調節・メカノバイオロジー的な研究展開に結びつく可能性も示唆される。従来、曲率誘導は細胞膜の内層と外層の脂質組成の非対称性により生じると考えられてきたが、近年、種々のタンパク質・ペプチドに生体膜に曲率を誘導する機能が備わっていることが明らかとなってきた。研究代表者は、人為的に設計したペプチドを用いての曲率・細胞機能の制御技術(曲率工学)の樹立を目指し研究を進めた。本研究期間内に、膜構造変形作用が報告されている9種のタンパク質由来のペプチドの曲率誘導能の評価(人工膜・培養細胞系を併用)を行い、細胞内輸送小胞形成に関わるエプシンに加え、Sar1p由来のヘリックスペプチドが著明な曲率誘導能を有することを見出した。また、これらのペプチドが膜のpacking状態や流動性に大きな影響を与えることを確認した。また、アデノウイルス由来の両親媒性ペプチド中の疎水面を構成するアミノ酸が膜曲率誘導能と損傷能に与える影響に関しても検討した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Int'l Joint Research] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] パリ第6大学(フランス)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Amino Acid Substitution in the Hydrophobic Face of Amphiphilic Peptides on Membrane Curvature and Perturbation: N-Terminal Helix Derived From Adenovirus Internal Protein VI As a Model2016

    • Author(s)
      T. Murayama, S. Pujals, H. Hirose, I. Nakase, S. Futaki
    • Journal Title

      Biopolymers

      Volume: 106 Issue: 4 Pages: 430-9

    • DOI

      10.1002/bip.22797

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ペプチドを用いた細胞内デリバリー2016

    • Author(s)
      二木史朗
    • Organizer
      第22回ペプチドフォーラム
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Membrane curvature and the translocation of arginine-rich cell-penetrating peptides2015

    • Author(s)
      Shiroh Futaki
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • Place of Presentation
      シェラトンワイキキ
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 曲率誘導性をもつ両親媒性ヘリックスペプチドによるオクタアルギニンの膜透過促進2015

    • Author(s)
      村山知、二木史朗
    • Organizer
      第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学薬学部
    • Year and Date
      2015-11-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Membrane-remodeling Amphipathic Helical Peptides Accelerate Direct Penetration of Octaarginine (R8)2015

    • Author(s)
      Tomo Murayama, Shiroh Futaki
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚中央公民館
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] eptide-based approaches for delivering exogenous molecules into cells2015

    • Author(s)
      Shiroh Futaki
    • Organizer
      International symposium: "From cell-penetrating peptides to nanoparticles for cellular delivery"
    • Place of Presentation
      パリ第6大学
    • Year and Date
      2015-07-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 曲率誘導によるアルギニンペプチドの膜透過促進2014

    • Author(s)
      二木史朗、村山知、Silvia Pujals、宮前皓樹、片山沙綾香、中瀬生彦
    • Organizer
      第36回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] MEMBRANE TRANSLOCATION OF ARGININE-RICH PEPTIDES AND THE EFFECT OF MEMBRANE CURVATURE2014

    • Author(s)
      Shiroh Futaki, Tomo Murayama, Silvia Pujals, Sayaka Katayama, Hisaaki Hirose, Hiroki Miyamae, and Ikuhiko Nakase
    • Organizer
      第51回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Peptide Science 20152016

    • Author(s)
      Tomo Murayama, Shiroh Futaki
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      The Japanese Peptide Society
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] Peptide Science 20142015

    • Author(s)
      Shiroh Futaki, Tomo Murayama, Silvia Pujals, Sayaka Katayama, Hisaaki Hirose, Hiroki Miyamae, and Ikuhiko Nakase
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      The Japanese Peptide Society
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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