脂質メタボロミックスによる病態解析をめざした全自動脂質組成一斉分析装置の開発

• 研究課題/領域番号: 16390093
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 東城 博雅 大阪大学, 生命機能研究科, 助教授 (90135707)
• 研究分担者: 竹田 潤二 大阪大学, 先端科学イノベーションセンター, 教授 (50163407) ; 坂東 泰彦 エーエムアール株式会社, 分析機器部, 部長(研究職)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 15,100千円 (直接経費: 15,100千円); 2005年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円); 2004年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
• キーワード: リピドミクス / リン脂質 / スフィンゴ脂質 / HPLC / 質量分析 / リピドミックス / 脂質 / 順相クロマトグラフィー / エレクトロスプレー

研究概要

プロトタイプ試作機である3溶媒グラジエントとイオン化促進溶媒を送液する4溶媒HPLCを以下のように改良してコレステロールエステル、トリアシルグリセロールなどの非極性脂質からリン脂質にわたり安定に分析可能な高速液体クロマトグラフィー(HPLC)・エレクトロスプレーイオン化(ESI)質量分析(MS)法を開発した。主な改良点は、非極性溶媒を安定にグラジエント送液できる無脈流ポンプの開発、ESIでイオン化しないコレステロールのオンライン検出のための蒸散光散乱並列検出システムによる並列検出、リピドミックスに適した順相カラムの作製、効率の良い定量に必要な内部標準物質の選定と検量線の作製、超撥水性ESIチップの脂質分析用最適化等である。この装置を応用して以下のように遺伝子操作マウスの脂質代謝異常を系統的に検索できることを示した。セリンパルミトイルトランスフェラーゼ(SPT)はすべてのスフィンゴ脂質のde novo生合成の初発・律速酵素である。皮膚とT細胞特異的なSPT-KOマウスの脂質分析を行い、スフィンゴ脂質de novo生合成欠落時の組織特異的な変化とスフィンゴ脂質の代償経路について検討した。皮膚とT細胞とも正常機能維持にセラミドのde novo生合成が必須であることがわかった。皮膚では、表皮防御機能が低下し、セラミドなどの中性脂質の脂肪酸組成変化で表皮の疎水性度を上げ部分的に表皮防御機能を代償することがわかった(投稿準備中)。T細胞では、ラフトのスフィンゴ脂質とコレステロールの低下がT細胞受容体機能を著しく障害し分化異常をきたすことがわかった。この場合には、二つの飽和アシル鎖を持つジパルミトイルホスファチジルコリンの組成比が増加しており、ラフト膜の特性である低膜流動性を維持するための代償機構と考えられる。細菌SPT活性測定(投稿中)、ホスファチジルイノシトールの構造異性体である新規脂質ホスファチジルグルコシドの分離・同定にも本法を応用した。アシルCoAオキシダーゼ単結晶中の反応産物の同定にESI-TOF型質量分析器を応用した。

研究成果

• [雑誌論文] Three-Dimensional Structure of Rat-Liver Acyl-CoA Oxidase in Complex with Fatty Acid : Insights into Substrate-ecognition and Reactivity toward Molecular Oxygen (2006)
  • 著者名/発表者名: Tokuoka, K.
  • 雑誌名: J.Biochem. 139 ページ: 789-795
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis and determination of novel glycolipids in vertebrate brains by HPLC/mass spectreometry. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nagatsuka, Y., Tojo, H., Hirabayashi, Y.
  • 雑誌名: Methods Enzymol (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Three-Dimensional Structure of Rat-Liver Acyl-CoA Oxidase in Complex with a Fatty Acid : Insights into Substrate-Recognition and Reactivity toward Molecular Oxygen (2006)
  • 著者名/発表者名: Tokuoka, K., Nakajima, Y., Hirotsu, K., Miyahara, I., Nishina Y., Shiga, K., Tamaoki, H., Setoyama, C., Tojo, H., Miura, R.
  • 雑誌名: J.Biochem. 139 ページ: 789-795
  • NAID: 10018845985
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A cytosolic cytochrome b5-like protein in yeast cell accelerating the electron transfer from NADPH to cytochrome c catalyzed by Old Yellow Enzyme. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 338 ページ: 605-609
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Angiotensin-converting Enzyme (ACE) is a GPI-anchored Protein Releasing Factor Crucial for Fertilization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kondo, G.
  • 雑誌名: Nature Med. 11 ページ: 160-166
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] リパーゼファミリーに属するホスホリパーゼA2 触媒トライアッドの不思議 (2005)
  • 著者名/発表者名: 東城博雅
  • 雑誌名: 化学と生物 43 ページ: 516-518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A cytosolic cytochrome b5-like protein in yeast cell accelerating the electron transfer from NADPH to cytochrome c catalyzed by Old Yellow Enzyme. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, M., Yamano, T., Kuroda, K., Nonaka, Y., Tojo, H., Fujii, S.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 338 ページ: 605-609
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Angiotensin-converting Enzyme (ACE) is a GPI-anchored Protein Releasing Factor Crucial for Fertilization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kondo, G., Tojo, H., Nakatani, Y., Komazawa, N., Murata, C., Yamagata, K., Maeda, Y., Kinoshita, T., Okabe, M., Taguchi, R., Takeda, J.
  • 雑誌名: Nature Med. 11 ページ: 160-166
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phospholipase A2 belonging to lipase families. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tojo, H.
  • 雑誌名: KASEAA 43 ページ: 516-518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] リパーゼファミリーに属するホスホリパーゼA2 触媒トライアッドの不思議 (2005)
  • 著者名/発表者名: 東城 博雅
  • 雑誌名: 化学と生物 43 ページ: 516-518
• [雑誌論文] Fully automated online multi-dimensional protein profiling system for complex mixtures. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujii, K.
  • 雑誌名: J.Chromatogr.A 1057 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Properties of an electrospray emitter coated with material of low surface energy. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tojo, H.
  • 雑誌名: J.Chromatogr.A 1056 ページ: 223-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 質量分析を利用した脂質メタボロミックスの現況 (2004)
  • 著者名/発表者名: 東城博雅
  • 雑誌名: オレオサイエンス 4 ページ: 3-12
  • NAID: 10012704729
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Recent developments in mass spectrometry-based lipid metabolomics (2004)
  • 著者名/発表者名: Tojo, H.
  • 雑誌名: Oleoscience 4 ページ: 147-156
  • NAID: 10012704729
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Properties of an electrospray emitter coated with material of low surface energy. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tojo, H.
  • 雑誌名: J.Chromatogr. A1056 ページ: 223-228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fully automated online multi-dimensional protein profiling system complex mixtures (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujii, K., Nakano, T., Hike, H., Usui, F., Bando, Y., Tojo, H., Nishimura, T.
  • 雑誌名: J.Chromatogr. A1057 ページ: 107-113
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Angiotensin-converting Enzyme (ACE) is a GPI-anchored Protein Releasing Factor Crucial for Fertilization (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondoh, G et al.
  • 雑誌名: Nature Med. (印刷中)
• [雑誌論文] Properties of an electrospray emitter coated with material of low surface energy (2004)
  • 著者名/発表者名: Tojo, H
  • 雑誌名: J.Chromatogr.A 1056 ページ: 223-228
• [雑誌論文] Fully automated online multi-dimensional protein profiling system for complex mixtures (2004)
  • 著者名/発表者名: Fuji, K.et al.
  • 雑誌名: J.Chromatogr.A 1057 ページ: 107-113
• [雑誌論文] Analysis and determination of novel glycolipids in vertebrate brains by HPLC/mass spectrometry.
  • 著者名/発表者名: Nagatsuka, Y.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis and determination of novel glycolipids in vertebrate brains by HPLC/mass spectrometry.
  • 著者名/発表者名: Nagatsuka, Y.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. (印刷中)
• [雑誌論文] Three-Dimensional Structure of Rat-Liver Acyl-CoA Oxidase in Complex with Fatty Acid : Insights into Substrate-Recognition and Reactivity toward Molecular Oxygen
  • 著者名/発表者名: Tokuoka, K.
  • 雑誌名: J.Biochem. (印刷中)