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膜及び高分子界面の物性と機能に及ぼす麻酔薬の作用

研究課題

研究課題/領域番号 03304039
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 麻酔学
研究機関香川医科大学

研究代表者

小栗 顯二 (小栗 顕二)  香川医科大学, 医学部, 教授 (40079934)

研究分担者 横野 諭  香川医科大学, 医学部附属病院, 助教授 (70106425)
谷口 吉弘  立命館大学, 理工学部, 教授 (70066702)
柴田 瑩  徳島大学, 薬学部, 助教授 (40035556)
寺田 弘  徳島大学, 薬学部, 教授 (00035544)
金品 昌志  徳島大学, 工学部, 教授 (80035617)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1992年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1991年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード麻酔薬 / 作用機序 / 膜 / 高分子 / 界面
研究概要

脂質膜中の麻酔薬存在状態:麻酔薬分子は膜界面に吸着の形で存在し、その数が増すにつれて内部への分配が増加すると考えられる。2種の分光学的プローブを用いた系で、Taftパラメーターであるπの低下とβの上昇が観測された。このことは、低極性の麻酔薬分子が膜界面の構造水を破壊することによって界面の水素結合受容能が増したことを意味する。吸着の物性は活性炭界面への麻酔薬の吸着実験からも解析された。アルコールでは脂質膜にinterdigitated相を誘起することが知られている。圧力とエタノールはこの相の出現に相乗効果を示し、圧拮抗現象とは直接関与しないとことがわかった。
膜への分配とカットオフ現像:脂質膜の熱誘起型相転移にはゲルII相からゲルI相への前転移とI相から液相への主転移がある。麻酔薬の転移温度降下作用は古くからみとめられているが、その程度は、前転移降下の方が大きい。ゲルI相と液相への分配係数をK(G)、K(L)とすると、麻酔薬の強度と膜への溶解度の相関が正であるかぎりはK(L)は常にK(G)より大きい。麻酔薬が水相から移行する際の膜の体積増は液晶相の方が大きい。圧力を加えるとこの値は減少し、膜中の麻酔薬の一部は水相へ追い出される。しかし麻酔薬分子の炭素数が大きくなると(ex.アルカノールでC11以上)、K(L)とK(G)の大きさは逆転する。これが、麻酔薬のカットオフ現象である。
タンパク質への作用:ポリリジンにおけるαヘリックス-βシート転移(揮発性麻酔薬では順行、アルコールでは逆行の転移)、酵素反応(αキモトリプシン)の麻酔薬による非特異的活性化、など多様な知見が得られている。研究の総括:最近、麻酔薬の特異作用を主張する研究が、しばしば、発表されている。われわれの分析によれば、それらの観測結果も非特異的な膜及び膜蛋白質の物性変化と解釈できるものが多い。研究者間の研究交流を高め、合理的かつ機能的な共同研究が望まれる。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] Shimooka T,Shibata A,Terada H: "The local anesthetic tetracaine destabilizes membrane structure by interaction with polar headgroups of phospholipids" Biochim.Biophys.Acta. 1104. 261-268 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshino A,Yoshida T 他: "Lateral conductance parallel to membrane surfaces:effects of anesthetics and electrolytes at pre-transition" Biochim.Biophys.Acta. 1107. 55-60 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mishima k,Suezaki Y 他: "Formation and mechanical stability of phospholipid vesicles" Membrane. 17. 257-262 (1992)

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  • [文献書誌] Seto T,Mashimo t,Taniguchi y 他: "Volatile anesthetics-induced activation phenomena of α-chymotrypson-catalyzed hydrolysis" Biochim.Biophys.Acta. 1116. 204-209 (1992)

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  • [文献書誌] Tamura k,Kaminoh 他: "High pressure antagonism of alcohol effects on the main phase-transition temperature of phospholipid membranes:biphasic response" Biochim.Biophys.Acta. 1066. 219-224 (1991)

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  • [文献書誌] Tsukamoto I,Ogli K: "Anesthetic-membrane interactions evaluated by Taft's polarity parameters" J.Colloid & Interface Sci.154. 17-23 (1992)

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  • [文献書誌] Shimooka T,Seto S,and Terada H: "Increase in water permeability of negatively charged liposomal membrane by local anesthetics" Chem.Pharm.Bull. 40. 1880-1882 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimooka T,Shibata A,and Terada H: "The local anesthetic tetracaine destabilizes membrane structure by interaction with polar headgroups of phospholipids" Biochim.Biophys.Acta. 1104. 261-268 (1992)

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  • [文献書誌] Yoshino A,Yoshida T,Okabayashi H,Kamaya H,and Ueda I: "Lateral conductance parallel to membrane surfaces: effects of anesthetics and electrolytes at pre-transition" Biochim.Biophys.Acta. 1107. 55-60 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mishima K,Suezaki Y,and Hashimoto M: "Formation and mechanical stability of phospholipid vesicles" Membrane. 17. 257-262 (1992)

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  • [文献書誌] Shibata A,Yamamoto M,Yamashita T,Chiou J-S,Kamaya H,and Ueda I: "Biphasic effects of alcohols on the phase transition of poly (L-lysine) between alpha-herix and beta-sheet conformations" Biochemistry. 31. 5728-5733 (1992)

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  • [文献書誌] Seto T,Makimoto S,Mashimo T,Yoshiya I,Taniguchi Y: "Volatile anesthetics-induced activation phenomena of alpha-chymotrypson-catalyzed hydrolysis" Biochim.Biophys.Acta. 1116. 204-209 (1992)

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  • [文献書誌] Tamura K,Watanabe T,and Kourai H: "Pressure enhancement of alcohol tolerance of yeast in alcohol fermentation: Application of pressure reversal of anesthesia" Chemistry Express. 6. 105-108 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nango M: "Transbilayer electron transport as catalyzed by porphyrin derivatives" Membrane. 17. 105-114 (1992)

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  • [文献書誌] Kaneshina S: "Functions of model biomembranes under high pressure" J.Soc.Mat.Sci.,Japan. 41. 336-341 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukamoto I,Ogli K: "Anesthetic-membrane interactions evaluated by Taft's polarity parameters" J.Colloid & Interface Sci.154. 17-23 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimooka T: "The local anesthetic tetracaine destabilizes membrane structure by interaction with polar headgroups of phospholipids" Biochim.Biophys.Acta. 1104. 261-268 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshino A: "Lateral conductance parallel to membrane surfaces:effects of anesthetics and electrolytes at pre-transition" Biochim.Biophys.Acta. 1107. 55-60 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Mishima K: "Formation and mechanical stability of phospholipid vesicles" Membrane. 17. 257-262 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Seto T: "Volatile anesthetics-induced activation phenomena of α-chymotrypson-atalyzed hydrolysis" Biochim.Biophys.Acta. 1116. 204-209 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Tamura K: "High pressure antagonism of alcohol effects on the main phasetransition temperature of phospholipid membranes:biphasic response" Biochim.Biophys.Acta. 1066. 219-224 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukamoto I: "Anesthetic-membrane inreractions evaluated by Taft's polarity parameters" J.Colloid & Interface Sci.154. 17-23 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromu Satake;Hitoshi Hori;Shoji Kaneshina: "A Coated Wire Electrode Sensitive Tetraphenylphosphonium Ion for Measurement of the Mitochondrial Membrane Potential" Analytical Letters. 24. 295-304 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 寺田 弘,金品 昌志: "麻酔薬の作用と生体膜" 蛋白質・核酸・酵素. 36. 1770-1778 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Hiromu Satake;Takahiro Miyata;Shoji Kaneshina: "Coated Wire Electrode Sensitive to Local Anesthetic Cations and Their Application to Potentiometric Determination" Bull.Chem.Soc.Japan. 64. 3029-3034 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 金品 昌志: "高圧下における生体モデル膜の機能" 材料. 41. 336-341 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ikuko Tsukamoto et al.: "Interactions between Volatile Anesthetics and Dipalmitoyl Phosphatidylcholine Liposomes as Studied by Fluorometry with a Thiacarbocyanine Dye" Journal of Anesthesia. 6. 38-44 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ikuko Tsukamoto et al.: "Effects of High pressure on Polarity Change of the Water liposome Interface Induced by Volatile Anesthetics" Journal of Anesthesia. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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