脂溶性薬物の脂質2分子膜への吸着は「非古典的疎性水相互作用」か?

• 研究課題/領域番号: 12877352
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 加茂 直樹 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (10001976)
• 研究分担者: 奈良 敏文 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (30241350) ; 宮内 正二 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (30202352)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2001年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 滴定型熱量計 / リポソームカラム / 吸着の熱力学量 / 疎水性相互作用 / tetraphenylphosphonium / tetraphenylboron / リポソーム / NMR / 溶離曲線の分散 / エンタルピー / エントロピー / 滴定型カロリメトリー / 脂溶性フォスフォニウムイオン

研究概要

1)化合物(薬物)の希薄溶液を滴定型熱量計のセルに入れ,高濃度のリボソーム懸濁液を滴下して滴定する方法により,ΔHが正確に求まることを示した.この方法によりkdを算出し,その温度依存性からvant Hoffの式で求まるΔHを求めた.これら両者のΔHは互いによい一致を示した.従って,薬物吸着のKd,ΔH,ΔG,ΔSは正しく求まっていると考えられる.
2)構造特似体である,TPPとTPBでは,吸着を駆動する熱力学量が異なる.すなわち,TPPはΔS駆動型であるのに対して,TPBではΔH駆動型である.すなわち,TPPは古典的疎水性相互作用であり,一方TPBは非古典的疎水性相互作用えある.中心電荷のみ異なる構造上の類似体Cナあるこれら両者において,どうして駆動力が違うのか?これについて,NMRで吸着部位を調べたところ,吸着部位が異なるためであると判明した.
3)同じTPBであっても,リポソームの状態(液晶状態かゲル状態か)に依存して,駆動力が異なった.
4)リポソームカラムの溶離パターンの理論を構築し,その実験的検証を行なった.

研究成果

• [文献書誌] Xue-Ying Liu et al.: "Effect of liposome type and membrane fluidity on drug-membrane partitioning analyzed by immobilized liposome chromatography"J.Chromatogr.A. 913. 123-131 (2001)
• [文献書誌] Takashi Katsu et al.: "Ion-Selective electrode for transmembrane pH difference measurements"Anal.Chem. 73. 1849-1854 (2001)
• [文献書誌] Ryoko Tateoka et al.: "Significance of substrate hydrophobicity for recognition by an oligopeptide transporter (PEPT1)"Bioconjugate Chem.. 12. 485-492 (2001)
• [文献書誌] S.P.Balashov, M.Sumi, N.Kamo: "The M intermediate of pharaonis phoborhodopsin is photoactive."Biophys.J.. 78. 3150-3159 (2000)
• [文献書誌] K.Shimono, M.Iwamoto, M.Sumi, N.Kamo: "Effects of three characteristic amino acid residues of pharaonis phoborhodopsin on the absorption maximum."Photochem. Photobiol.. 72. 141-145 (2000)
• [文献書誌] Q.Yang, X-Y.Liu, K.Umetani 他5名: "Membrane partitioning and translocation of hydrophobic phosphonium homologs : Thermodynamic analysis"J.Phys.Chem : B. 104. 7528-7534 (2000)
• [文献書誌] K.Shimono, M.Kitami, M.Iwamoto, N.Kamo: "Involvement of two groups in reversal of the bathochromic shift of pharaonis phoborhodopsin by chloride at low pH."Biophys.Chem.. 87. 225-230 (2000)
• [文献書誌] X.-Y.Liu, Q.Yang, N.Kamo, J.Miyake: "Immobilized liposome chromatography : Effect of liposome type and membrane fluidity on drug-membrane partitioning."J.Chromatogr.B. (In press). (2001)
• [文献書誌] Y.Sudo, M.Iwamoto, K.Shimono, M.Sumi, N.Kamo: "Photo-induced proton transport of pharaonis phoborhodopsin is ceased by association with the tranducer"Biophys.J.. 80. 916-922 (2001)