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生体膜の動的微細構造の変化と細胞・器官の機能に関する総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 02454490
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医学一般
研究機関北海道大学

研究代表者

小山 富康  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (50001681)

研究分担者 荒磯 恒久  北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (30151145)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1990年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード生体膜 / 動的微細構造 / 分子内振動 / 脂質置換 / 燐脂質 / 膜粘性 / 運動 / 加令蓄積物質 / ナノ秒時間分解蛍光計 / 心筋ミトコンドリア / 酸化ストレス / 過労 / 筋小胞体 / Ca^<2+>-ATPase / 心筋虚血・再潅流 / 心筋ミトコンドリア膜 / 脂質分子の揺動角 / 脂質過酸化 / アドリアマイシン
研究概要

筋小胞体について短鎖の脂質を用いて脂質置換処置を施行すると脂質層の70-80%が置換されCa-ATPaseの分子内振動が上昇し、同時に活性の低下が生じた。分子振動の増大を許すような微細構築の変化はATPの分解能率をも低下させるものと思われる(1)。高度不飽和燐脂質を用いて置換するときも脂質層の粘性は低下し、分子内振動が僅かに増大して、ATP分解活性が低下した(2)。脂質過酸化にともなって、細胞内の燐脂質分解酵素が作用し易くなり、リゾ燐脂質を産生すると考えられる。筋小胞体にリゾ燐脂質を加えると脂質層の粘性とATPase活性は低下した。この時にも膜蛋白の動的微細構造が変化しているものと推測される。運動の影響の検討として、ラットに錘りをつけて三時間遊泳させた後心筋ミトコンドリア(Mt)を採取して分析した。このときMtの脂質量は約50%も減少している事を見いだしたが、脂質層の粘性ならびに脂質分子の揺動角には対照群に比して差がなかった。この時、燐脂質、コレステロールとも同程度に減じており、両者の比は変わらなかったので、燐脂質の逸脱にともなってコレステロールも離脱するとみられる(3)。このため運動後の膜の粘性は対照に比して差が起こらないのであろう。この運動実験に先立って呼吸系の補酵素であるCoQ_<10>を前投与しておけば燐脂質の減少は有意に軽減されること(4)、また燐脂質の回復には数十時間を要することを確かめた(投稿中)。心筋内の加令蓄積物質については、尚解析を必要とするが、定法にしたがって採取される蛍光物質の中の分子量数百ダルトンと言う小部分が発光に関与しており、其の部分の振動の時定数はサブナノ秒に過ぎないことが推定された(5)。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] 朱 明晏: "家兎骨格筋筋小胞体Ca^<2+>ーATPase分子内振動に及ぼす燐脂質の影響" 北海道医学雑誌. 67. 400-407 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keatisuwan Waree: "Changes in phospholipid constituets in mitochondrial membranes after long lasting exercise in rat heart" Life Sciences. 48. 2173-2181 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama Tomiyasu: "Intramolecular oscillation of the phosphorylation domain of rat cardiac sarcoplasmic reticulum titrated with arachidonovl phosphatidylcholine" Jap.Heart J. 33. 477-485 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama Tomiyasu: "Suppressive effect of coenzyme Q_<10> on phspholipase A_2 activation in cardiac cells after prolonged swimming" Life Sciences. 51. 1113-1118 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小山 富康: "加令により蓄積する蛍光物質の蛍光異方性からみた性質" 第70回日本生理学会大会予稿集. 257- (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Araiso T, Kinjo M, Kitagawa H, Sugiura M: "Dynamic microstructure of plasma and mitochondrial membranes from bullfrog myocardium - a nanosecond time-resolved fluorometric study." Jap J Physiol. 40. 65-78 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Araiso T, Kinjo M: "Microdynamics of outer and inner membranes of mitochondria from bullfrog myocardium." Jap J Physiol. 40. 551-560 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Shong L-Q, Nakabayashi T, Keatisuwan W, Kinjo M, Araiso T: "Dynamic microstructure and hydration of peroxidized membrane of rat cardiac mitochondria and effects of adriamycin." Jap J Physiol. 40. 635-649 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Kinjo M, Araiso T: "Protective effects of idebenone against alterations in dynamic microstructure induced by lipid peroxidation in rat cardiac mitochondria." Jap Heart J. 32. 91-100 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Kinjo M, Araiso T: "Dynamic microstructure of mitochondrial membranes from rabbit heart subjected to reperfusion after ischemia." Jap Heart J. 32. 247-253 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y, Araiso T: "Effects of phospholipids on function and dynamic microstructure of the phosphorylation domain of sarcoplasmic reticulum from rat cardiac muscle." J Appl Cardiol. 6. 229-239 (1991)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keatisuwan W, Kinjo M, Koyama T: "Changes in phospholipid constituents in mitochondrial membranes after long lasting exercise in rat heart." Life Sciences. 48. 2173-2181 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Keatisuwan W, Kinjo M, Saito H: "Suppressive effect of coenzyme Q_<10> on phospholipase A_2 activation in cardiac cells after prolonged swimming." Life Sciences. 51. 1113-1118 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y: "Estimation of the oxygen gradient across phospholipid bilayers of mitochondria from reperfused rabbit hearts after ischemia" Oxygen Transport to Tissue XIII ed, TK Goldstick et al. Plenum Press NY. 763-767 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyama T, Zhu M-Y: "Intramolecular oscillation of the phosphorylation domain of rat cardiac sarcoplasmic reticulum titrated with arachidonoyl phosphatidylcholine." Jap Heart J. 33. 477-485 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhu M-Y: "Effects of phospholipid layer on the dynamic microstructure of phosphorylation domain of Ca^<a2+>-ATPase from sarcoplasmic reticulum prepared from rabbit skeletal muscle.(in Japanese)" Hokkaido J Med Science. 67. 398-407

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 朱 明晏: "家免骨格筋筋小胞体Ca^<2+>-ATPase分子内振動に及ぼす燐脂質の影響" 北海道医学雑誌. 67. 400-407 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Keatisuwan Waree: "Changes in phospholipid constituents in mitochondrial membranes after long lasting exercise in rat heart" Life Sciences. 48. 2173-2181 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Koyama Tomiyasu: "IntramoleculAr oscillation of the Phosphorylation domain of rat cardiac sarcoplasmic reticulum titrated with arachidonoyl phosphatidylcholine" Jap.Heart J. 33. 477-485 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Koyama Tomiyasu: "Suppressive effect of coenzyme Q_<10> on phspholipase A_2 activation in cardiac cells after prolonged swimming" Life Sciences. 51. 1113-1118 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 小山 富康: "加令により蓄積する蛍光物質の蛍光異方性からみた性質" 第70回日本生理学会大会予稿集. 257- (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Koyama T.;Zhu Hー,Y.;Kinjo M.;Araiso T.: "protective effects of idebenone against altervations in dynamic microstructure induced by lipid peroxidation in rat cardiac mitochondria" Japanese Heart Journal. 32. 91-100 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Koyama T.;Zhu Hー,Y.;Araiso T.: "Effect of phospholipids on function of dynamic microstructure of the phosphorylation domain of sarcoplasmic reticulum from rat cardiac muscle" Journal of Applied Cardiology. 6. 229-239 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Keatisuwan W.;Kinjo M.;Koyama T.: "Changes in phospholipid constituents in mitochondrial membranes after long lasting exercise in rat heart" Life Sciences. 48. 2173-2181 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 朱 明晏: "家兎・骨格筋筋小胞体のCa^<2+>-ATPase分子内振動に及ぼす燐脂質の影響" 北海道医学雑誌. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] T.Koyama,M.ーY.Zhu,M.Kinjo,T.Araiso: "Dynamic microstructure of mitochondrial membranes from rabbit heart subjected to reperfusion after ischemia" Jap.Heart J.32. 91-100 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Koyama,M.ーY.Zhu,L.ーQ.Shong,T.Nakabayasi,W.Keatisuwan,M.Kinjo,T.Araiso: "Dynamic microstructure and hydration of peroxidized membrane of rat cardiac mitochondria and effects of adriamycin." Jap.J.Physiol.40. 635-649 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Koyama,M.ーY.Zhu,M.Kinjo,T.Araiso: "Protective effects of idebenone against alterations in dynamic microstructure induced by lipid peroxidation in rat cardiac mitochondria." Jap.Heart J.(1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] W.Keatisuwan,M.Kinjo T.Koyama: "Changes in phospholipid constituents in mitochondrial membranes of rat heart after long lasting exercise." Life Sciences. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 朱 明晏,小山 富康: "膜蛋白の機能に及ぼす燐脂質の影響" 日本バイオレオロジ-学会誌. 4. 28-34 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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