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界面活性剤フリー膜タンパク質解析のための生体膜ナノディスク

研究課題

研究課題/領域番号 17K19353
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 分子生物学およびその関連分野
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

安原 主馬  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (90545716)

研究分担者 安藤 剛  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60324654)
塚崎 智也  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80436716)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード膜タンパク質 / 脂質二分子膜 / 両親媒性ポリマー / ナノディスク / 自己組織化
研究成果の概要

細胞膜は、脂質二分子膜と膜タンパク質が協働することで、単なる隔壁としてのみならず、生命機能に不可欠な多くの役割を担っている。本研究では、天然の細胞膜環境を再現した膜タンパク質解析の新たなプラットフォームとして、ディスク状の脂質二分子膜を自己組織化によって自発的に形成するポリマーを開発する事を目的とした。本研究で開発したポリマーは、脂質二分子膜の断片化を誘導し、直径数十ナノメートルのディスク状分子集合体(ナノディスク)を自発的に形成することができる。このナノディスクは新しい生体膜モデルとして、膜タンパク質や膜に作用するペプチドの構造・活性評価に利用できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生きるために不可欠な多くの機能を担う生体膜は、近年では創薬ターゲットとしても注目を集めている。本研究で開発したナノディスクは、生体膜機能を分子レベルで理解することのできる新たな分子ツールを提供することができる。ナノディスクを利用することで、これまでに未知であった多くの膜タンパク質や膜作用性ペプチド等の生理活性分子と生体膜との相互作用が明らかになることが期待される。従って本研究で開発したナノディスクは、基礎生物学分野での利用のみならず、創薬・医療・バイオテクノロジーと幅広い応用展開が期待される基礎技術である。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cationic polymethacrylate-copolymer acts as an agonist for β-amyloid and antagonist for amylin fibrillation2019

    • 著者名/発表者名
      B. R. Sahoo, T. Genjo, T. Watanabe-Nakayama, A. K. Stoddard, T. Ando, K. Yasuhara, C. A. Fierke, A. Ramamoorthy
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 10 号: 14 ページ: 3976-3986

    • DOI

      10.1039/c8sc05771k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞膜機能を探る脂質ナノディスク ー生きた膜タンパク質の解析を目指した新しいプラットフォーム2019

    • 著者名/発表者名
      安原 主馬
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 72 ページ: 240-241

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Alzheimer's amyloid-beta intermediates generated using polymer-nanodiscs2018

    • 著者名/発表者名
      Sahoo Bikash R.、Genjo Takuya、Bekier Michael、Cox Sarah J.、Stoddard Andrea K.、Ivanova Magdalena、Yasuhara Kazuma、Fierke Carol A.、Wang Yanzhuang、Ramamoorthy Ayyalusamy
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 91 ページ: 12883-12886

    • DOI

      10.1039/c8cc07921h

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 両親媒性ポリマーによる脂質ナノディスクの形成とアミロイドタンパク質解析への応用2018

    • 著者名/発表者名
      安原 主馬
    • 雑誌名

      日本化学会 生体機能関連化学部会 ニュースレター

      巻: 33 ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 脂質ナノディスクを自発形成する膜活性ポリマーのデザイン2018

    • 著者名/発表者名
      安原 主馬
    • 雑誌名

      C&I Commun

      巻: 43 ページ: 29-31

    • NAID

      40021626170

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous Lipid Nanodisc Fomation by Amphiphilic Polymethacrylate Copolymers2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Yasuhara, Jin Arakida, Thirupathi Ravula, Sudheer Kumar Ramadugu, Bikash Sahoo, Jun-ichi Kikuchi and Ayyalusamy Ramamoorthy
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139(51) 号: 51 ページ: 18657-18663

    • DOI

      10.1021/jacs.7b10591

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 両親媒性ポリマーによる脂質二分子膜の断片化とナノディスク形成2019

    • 著者名/発表者名
      光好佑麿, 荒木田臣, Rapenne Gwenael, 菊池純一, 安原主馬
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜の機能・構造を操る両親媒性分子のバイオミメティック・デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      安原主馬
    • 学会等名
      第36回 関西界面科学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomimetic design of membrane-active functional amphiphiles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuhara
    • 学会等名
      Department of Materials Science and Engineering Seminar, Stony Brook University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and Characterization of Amphiphilic Polymethacrylate Derivatives for Lipid Nanodisc Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Mitsuyoshi, J. Arakida, G. Rapenne, J. Kikuchi, K. Yasuhara
    • 学会等名
      Macromolecular Science & Engineering 42nd Annual Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and characterization of lipid nanodisc-forming polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Mitsuyoshi, J. Arakida, G. Rapenne, J. Kikuchi, K. Yasuhara
    • 学会等名
      1st G'L'owing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両親媒性ポリマーによる脂質ナノディスクの形成とアミロイペプチドとの相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      安原主馬・荒木田臣・井上雅也・菊池純一
    • 学会等名
      第28回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性ポリマーによる脂質膜の断片化とナノディスク形成2018

    • 著者名/発表者名
      安原主馬, 荒木田臣, 光好佑麿, 菊池純一, Ayyalusamy Ramamoorthy, Gwenael Rapenne
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性ポリマーによる脂質膜ナノディスクの形成とアミロイドペプチドとの相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      安原主馬, 荒木田臣, 光好佑麿, 菊池純一, Ayyalusamy Ramamoorthy, Gwenael Rapenne
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脂質ナノディスク形成のための膜活性ポリマーのデザイン2017

    • 著者名/発表者名
      安原主馬・井上雅也・荒木田臣・菊池純一
    • 学会等名
      第55回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] LIPID NANODISCS FORMATION BY AMPHIPHILIC POLYMETHACRYLATE COPOLYMERS2018

    • 発明者名
      Kazuma Yasuhara
    • 権利者名
      Kazuma Yasuhara
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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