| 研究課題/領域番号 |
20H02690
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
手老 龍吾 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40390679)
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| 研究分担者 |
戸澤 譲 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90363267)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | 脂質二重膜 / イオンチャネル / 原子間力顕微鏡 / 無細胞合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内外の情報伝達・物資輸送を担う、脂質二重膜と膜タンパク質が構成する分子集合体がどのように形成され、その機能が決まるかを明らかにすることを目的とする。人工脂質二重膜系と無細胞合成系を用い、生き物に頼らずにイオンチャネルの4量体を形成して①支持脂質二重膜への再構成と原子間力顕微鏡による分子像観察、②無細胞合成系での4量体形成、③電位印加下での分子構造と薬剤応答のその場観察の3つの課題に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
支持脂質二重膜(SLB)系と無細胞タンパク質合成系を用いて、脂質二重膜中の膜タンパク質という機能を持った分子集合体を組み立て、その働く機構を明らかにすることを目的とした。
イオンチャネル電流計測に実績のあるフォスファチジルエタノールアミン, フォスファチジルコリン, コレステロールの3成分混合脂質二重膜内には、膜タンパク質再構成の際にプロテオリポソーム融合サイトとして働く微小ドメインが形成される。この形成が多価不飽和脂質に起因する新規現象であることを見出し、その機構を明らかにした。
hREGチャネルをSLB系に再構成し、AFM観察により取得した分子像から、会合体形成効率を定量的に評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞膜を介した細胞内外での情報・物質・エネルギーのやり取りは、脂質二重膜と膜タンパク質が形成する分子集合体によってなされている。神経伝達・代謝・免疫など、細胞膜を介した輸送や外部認識の異常は疾病に直結することから、化学・生物学分野に加えて医療・創薬分野においても、膜タンパク質と脂質が集合体として働く細胞膜反応の機構を分子レベルで理解することが求められている。本研究で得られた、膜融合サイトとして働く多価不飽和脂質誘起ドメインの形成機構とイオンチャネルの会合状態の直接観察に関する成果は、イオンチャネルを含む膜タンパク質研究のスループット向上に繋と期待される。
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