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生体膜のドメイン形成における脂質アンカーや微量脂質の役割

研究課題

研究課題/領域番号 19K22257
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

村田 道雄  大阪大学, 理学研究科, 教授 (40183652)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード脂質ラフト / アシル化タンパク質 / 翻訳後修飾 / 境界脂質 / マイクロドメイン / ガングリオシド / GPIアンカー
研究開始時の研究の概要

細胞膜を介した情報伝達を担う脂質ラフトは、特定の脂質が集合したドメインと考えられているが、脂質修飾タンパク質や糖脂質などの脂質部位が少量結合することがラフト形成に大きな影響を及ぼす例が知られるようになった。しかし、ドメイン形成における微量脂質の役割に注目した研究例はごく僅かである。本研究では、Glycosyl-phosphatidyl-inositol (GPI)アンカータンパク質や脂肪酸修飾タンパク質などの脂質部位が膜に結合することによって生じる脂質ラフト・ドメイン構造に焦点を絞り、これらタンパク質の脂質部位のモデル化合物を用いて、そのメカニズムを解明することを目的とする。

研究成果の概要

本萌芽的研究では、化学的手法によって生体膜のドメイン形成におけるタンパク質の脂質アンカーや微量脂質の役割を調べた。生体膜に生ずる脂質ラフトなどのドメインでは、微量脂質が未知のメカニズムでドメイン形成を惹起することも知られているが、化学的研究例はわずかである。本研究では、この例として、タンパク質キナーゼであるLynのN末端付近に導入された2つのアシル鎖が脂質膜に結合する場合、ドメイン形成に関して数モル%しか存在しない希少脂質が影響を与える場合、この2例についてモデル脂質二重膜を用いてアシル鎖や希少脂質の運動性を詳細に測定した。その結果、アシル鎖の運動性とドメイン形成について興味深い結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

翻訳後修飾によってタンパク質に導入された少数のアシル鎖や数モル%しか存在しない希少脂質がドメイン形成など膜の相状態に与える影響については、今まで精密な測定がなされていなかった。本研究では、2本のアシル鎖が結合したタンパク質キナーゼLyn、および糖鎖を有する希少脂質に着目して、膜物性に与える影響を明らかにすることができた。すなわち、学術的意義としては、生物・医学分野で盛んに行われている生体モデル膜系の実験において、希少脂質の影響が無視できないことを定量的に示めすことによって、膜組成を決める上での指針をある程度示すことが出来たと考えている。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] β-Glucosylation of cholesterol reduces sterol-sphingomyelin interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Hanashima Shinya、Fukuda Nanami、Malabed Raymond、Murata Michio、Kinoshita Msanao、Greimel Peter、Hirabayashi Yoshio
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      巻: 1863 号: 2 ページ: 183496-183496

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2020.183496

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水和脂質膜の固体NMR測定による高度不飽和脂肪酸結合リン脂質の分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      大田 英和、梅川 雄一、花島 慎弥、土川 博史、村田 道雄
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 重水素固体NMRを用いた相分離二重膜中のLo/Ld相脂質組成の定量的解析2021

    • 著者名/発表者名
      山中 彩菜、花島 慎弥、井端 悠貴、梅川 雄一、村田 道雄
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光スフィンゴ脂質プローブを用いたモデル膜中でのスフィンゴ脂質ドメイン構造のFRET解析2021

    • 著者名/発表者名
      友田 千尋、矢野 陽、花島 慎弥、河村 奈緒子、安藤 弘宗、村田 道雄、Erwin London
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会(2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 特異な糖脂質コレステリル-β-グルコシドのモデル膜における脂質間相互作用の解明2020

    • 著者名/発表者名
      福田 奈那美・花島 慎弥・Raymond Malabed・村田 道雄・Peter Greimel・平林 義雄
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 村田研究室 HP

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/murata/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 村田研究室HP

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/murata/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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