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脂質膜の形状相転移の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14540360
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性一般(含基礎論)
研究機関佐賀大学 (2004)
佐賀大学(医学部) (2002-2003)

研究代表者

末崎 幸生  佐賀大学, 医学部, 教授 (80069484)

研究分担者 竹生 政資  佐賀大学, 医学部, 教授 (30207005)
梅田 民樹  神戸大学, 海事学部, 助教授 (90243336)
一ノ瀬 浩幸  佐賀大学, 医学部, 教務職員 (10232406)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード脂質2分子膜 / ベシクル / カップ状ベシクル / タンパク質 / 吸着平衡 / 界面活性剤 / 可溶化ミセル / ガウス曲げ弾性定数 / 脂質膜ベシクル / 曲げ弾性エネルギー / 数値解析 / 間歇的形状変化 / 異常レオロジー / 脂質ベシクル / flexo-electricity / shear bending / 周期的揺動 / 非線形振動 / イオンチャネル / 脂質2重膜ベシクル / 麻酔作用の分子論 / 胆汁酸 / 光ピンセット法 / 界面活性剤吸着
研究概要

本申請課題「脂質膜の形状相転移の理論的研究」の最終年度に当たり、まさにその課題どおりの球状脂質2分子膜ベシクルからタンパク質タリンの添加による、カップ状ベシクルへの相転移の理論を完成させて最終的に論文発表に至ることができた。カップ状ベシクルを割球として近似し、吸着平衡のメカニズムを解明させたのは1999年のことであったが、より正確な形状の数値計算による解析が課題として残っていた。このテーマも本申請により加わってもらった梅田民樹博士の尽力により完成し、最終年度に出版までに漕ぎ着けることができた。結果は発表論文(Phys.Rev.E71)に挙げているが、自発面積差(自発曲率に対応)とラインテンションをパラメータとして観測されている割球ではなくいびつなベシクル形状を再現できた。さらにそのカップの縁の形からガウス曲げ弾性定数に対する重要な知見を得ることができることと、それがベシクルの融合や分裂に重要な関わりを持つことが判明し、今後の研究の進むべき方向が示された。特に融合や分裂の物理的メカニズムについては理論的研究が少なく今後の理論的発展が期待される。
そのほか、梅田らは球状脂質膜ベシクル系に界面活性剤を投与したときに生じる、脂質の界面活性剤による可溶化に伴う段階的サイズの縮小現象の解析を行い、論文として発表した。段階的という意味は見かけ上静かな球状を保った状態と、激しく揺らぎながら吸着による脂質の減少による小さいサイズの次の球形ベシクルへの転移を生じる相を繰り返すことを指す。
最後に研究代表者(末崎)が退官を迎える直前に研究計画が無事終了し終えたことは代表者として大変喜ばしく、科研費を授与して頂いた文部科学省と関係者に感謝に意を表して終わりとしたい。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (1件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of opening-up vesicles with single and two holes2005

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Umeda, Yukio Suezaki, 他
    • 雑誌名

      Physical Review E71

      ページ: 11913-119120

    • NAID

      120000941604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The opening-up of lipid bilayer vesicles by guest molecules : the adsorption isotherm and numerical calculations2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Suezaki, T.Umeda
    • 雑誌名

      Journal of Optoelectronicas and Advanced Materials 7

      ページ: 25-34

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of opening-up vesicles with single and two holes2005

    • 著者名/発表者名
      Tamiki Umeda, Yukio Suezaki, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review, E 71

      ページ: 11913-11920

    • NAID

      120000941604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shape of Liposome, Encyclopedia of the Science of Shape2005

    • 著者名/発表者名
      T.Umeda
    • 雑誌名

      (ed.Association of Science of Shapes)(Japanese)

      ページ: 1-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical analysis of opening-up vesicles with single and two holes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Umeda, Y.Suezaki 他
    • 雑誌名

      Physical Review E 71

      ページ: 11913-11920

    • NAID

      120000941604

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stepwise shrinkage of liposomes by thermal fluctuations of the membranes2005

    • 著者名/発表者名
      T.Umeda, F.Nomura, T.Inaba 他
    • 雑誌名

      ChemPhysChem (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Rheological Characteristics of Shear Banding Flow of Complex Fluids in an Inhomogeneous Shear Field2004

    • 著者名/発表者名
      Yukio Suezaki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73

      ページ: 613-616

    • NAID

      110001954784

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rheological Characteristics of Shear Banding Flow of Complex Fluids in an Inhomogeneous Shear Field2004

    • 著者名/発表者名
      Yukio Suezaki
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73・3

      ページ: 613-613

    • NAID

      110001954784

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 形の科学百科事典 分担執筆「リポソームの形の項」2004

    • 著者名/発表者名
      梅田民樹
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      形の科学会編
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hotani: "Mechanical analyses of morphological and topological transformation of liposomes."BioSystems. 71. 93-100 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Umeda: "Cell sorting by differential cell motility : a model for pattern formation in Dictyostelium."Journal of Theoretical Biology. 226. 215-224 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 末崎幸生: "脂質膜とゲスト分子会合体の統計力学(総説)"オレオサイエンス. 3. 591-597 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yukio Suezaki: "Lipid-mediated Action of Local Anesthetics on Ion Channels in Membranes"J. Phys. Soc. Japan. 71. 1208-1209 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yukio Suezaki: "Theoretical possibility of cuplike vesicles for aggregates of lipid and bile salt mixture"J. Phys. Chem. B. 106. 13033-13039 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Umeda: "Possible role of contact following in the generation of coherent motion of Dictyostelium cells"J. theor. Biol.. 219. 301-308 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] F.Nomura: "Morphological and topological transformation of membrane vesicles"Journal of Biological Physics. 28・2. 225-235 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hotani: "Morphological and Topological Transformation of Liposomes"New Approaches to Structural Mechanics, Shells and Biological Structures. 435-446 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yukio Suezaki: "Biophysical Chemistry-membrane and proteins-"Theory on opening-up of liposomal membranes by adsorption of talin. 276 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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