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放射光赤外反射吸収分光による膜タンパク/脂質二重膜表面反応場の極微構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 17034064
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関分子科学研究所

研究代表者

宇理須 恒雄  分子科学研究所, 極端紫外光科学研究系, 教授 (50249950)

研究分担者 手老 龍吾  分子科学研究所, 極端紫外光科学研究系, 助教 (40390679)
田中 桂一  九州大学, 大学院・理学研究院, 准教授 (50037280)
原田 賢介  九州大学, 大学院・理学研究院, 助教 (70165017)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2006年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード膜タンパク / 脂質二重膜 / 表面反応 / TiO_2 / 赤外反射吸収分光 / アルツハイマー / Aβ40 / イオンチャンネルバイオセンサー / FTIR / シリコン / タンパク質 / アビジン / ジャイアントベシクル / ベシクルフュージョン / 赤外反射吸収スペクトル
研究概要

膜タンパク/脂質二重膜表面反応場は生体における情報伝達のキーステーションで、それに関して分子レベルの知見を得ることおよびそのための方法論の開発が本研究の目的である。
1.シングルステップTiO_2(100)表面上のsupported planar lipid bilayer(SPLB)。
シングルステップを持つルチル型TiO_2低指数表面上でのSPLB形成と構造観察を行った。TiO_2表面上のSPLB上にはステップ方向に走る線状構造が観察され、SPLBが表面原子構造を反映した階段構造をとっていることがわかったまた、
2.脂質二重膜/膜タンパクドメイン構造の解析とアルツハイマー発症機構解明
テザードメンブレン構造形成技術を開発した。これにグラミシジンを導入し、ユニークなドメイン構造と膜タンパクの凝集構造を確認しこれがグラミシジン6量体が直鎖状に凝集したものであることを証明した。Aβ40の凝集がアルツハイマー病発症の原因とする機構が提案されている。スフィンゴミエリン(SM)、コレステロール(Co)およびガングリオシド(GM1)からなる平面脂質二重膜をマイカおよびSiO_2表面に形成した。GM1濃度を増加するとともにユニークなドメイン構造が観察され、これにAβ40を添加するとGM1リッチと考えられるドメイン内に選択的にAβ40の凝集が見出された。GM1を含む脂質二重膜の極微構造がAβ40の凝集を左右していると考えられる。
3.生体材料その場観察用新規赤外反射吸収分光装置の製作
バイオチップなど、生体材料を集積した固体基板表面の水中での振動分光法として、埋め込み金属層基板をもちいた赤外反射吸収分光装置を開発した(Fig.3)。固体表面上の脂質二重膜やタンパク質の水中その場観察の測定に成功した。
4.イオンチャンネルバイオセンサー開発
本課題全体の成果の応用として,神経伝達物質を検出するためのイオンチャンネルバイオセンサー開発を進めた

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Si-based Planar Type Patch-Clamp Biosensor Using SOI Substrate2007

    • 著者名/発表者名
      Z.L.Zhang, T.Asano, H.Uno, R.Tero, M.Suzui, S.Nakao, T.Kaito, K.Shibasaki, M.Tominaga, Y.Utsumi, Y.L.Gao, T.Urisu
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in printing)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Area-selective deposition of self-assembled monolayers on SiO2/Si(100) patterns2006

    • 著者名/発表者名
      Changshun Wang, Xu pan, Cunying Sun, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 89

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Supported phospholipid bilayer formation on hydrophilicity-controlled silicon dioxide surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      Ryugo Tero, Hidekazu Watanabe, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys 8

      ページ: 3885-3894

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Aggregation and microdomains in gramicidin A-reconstructed tethered lipid membrane on oxidized silicon surface2006

    • 著者名/発表者名
      Shen-Bing Lei, Ryugo Tero, Nobuo Misawa, Shusaku Yamamura, Li-Jung Wan, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 429

      ページ: 569-249

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified SiO_2/Si(100) surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      N.Misawa, S.Yamamura, R.Tero, Y.Nonogaki, T.Urisu
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 419

      ページ: 86-90

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Supported lipid bilayer formation by the giant vesicle fusion induced by vesicle-surface electrostatic attractive interaction2006

    • 著者名/発表者名
      Yong-Hoon Kim, Md.Mashiur Rahman, Zhen-Long Zhang, Ryugo Tero, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett 420

      ページ: 569-573

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] H atom-indeed oxidation reaction on water-terminated Si surface, 2H+H_2O/Si(100)-(2x1) : A theoretical study2005

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Watanabe, Zhi-Hong Wang, Shinkoh Nanbu, Jun Maki, Tsuneo Urisu, Mutsumi Aoyagi, Kenta Ooi
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett 412

      ページ: 347-352

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Supported lipid bilayer formation by the giant vesicle fusion induced by vesicle-surface electrostatic attractive interaction2005

    • 著者名/発表者名
      Yong-Hoon Kim, Md.Mashiur Rahman, Zhen-Long Zhang, Ryugo Tero, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett (In printing)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified SiO_2/Si(100) surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      N.Misawa, S.Yamamura, R.Tero, Y.Nonogaki, T.Urisu
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett 419

      ページ: 86-90

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Giant Vesicle Fusion on Microelectrods Fabricated by Femto Second Laser Ablation Followed by Synchrotron Radiation Etching2005

    • 著者名/発表者名
      Md.Mashiur Rahman, Youichi Nonogaki, Ryugo Tero, Yon Hoon Kim, Hidetaka Uno, Zheng-Long Zhang, Takayuki Yano, Masaki Aoyama, Ryuichiro Sasaki, Hiroyuki Nagai, Makoto Yoshida, Tsuneo Urisu
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 44

    • NAID

      40006899707

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Deposition of lipid bilayers on the OH-density-controlled silicon dioxide surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      R.Tero, T.Urisu, H.Okawara, K.Nagayama
    • 雑誌名

      J.Vac.Sci.& Technol A23

      ページ: 751-754

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Assignment of surface IR absorption spectra observed in the oxidation reactions : 2H + H_2O/Si(100) and H_2O + H/Si(100)2005

    • 著者名/発表者名
      Zhi-Hong Wong, Tsueno Urisu, Ranga Rao, Shinko Nanbu, Jun Maki, Mutsumi Aoyagi, Hidekazu Watanabe, Kenta Ooi
    • 雑誌名

      Surf, Sci 575

      ページ: 330-342

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] ナノテクのためのバイオ入門2007

    • 著者名/発表者名
      宇理須恒雄, 荻野俊郎, 他20名
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] イオンチャンネルタンパク質バイオセンサー2006

    • 発明者名
      宇理須恒雄
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人・自然科学研究機構
    • 産業財産権番号
      2006-105188
    • 出願年月日
      2006-04-06
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] タンパク質チップ、タンパク質チップ解析装置、及びタンパク質チップ解析方法2005

    • 発明者名
      宇理須 恒雄, 鈴井 光一
    • 権利者名
      科学技術振興機構
    • 出願年月日
      2005-04-21
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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