| 研究課題/領域番号 |
20K06573
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
園山 正史 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40242242)
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| 研究分担者 |
高木 俊之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10248065)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | リン脂質 / 膜タンパク質 / フッ素化 / 境界脂質 / フルオロフォビック効果 / フルオロフィリック効果 / 脂質膜 / 相分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
in vitro膜タンパク質研究の諸課題を克服するため，含フッ素リン脂質の際だった特性を活かした革新的な新規人工細胞膜構造体を創製する。本研究で開発する人工細胞膜構造体は， i)フルオロフォビック効果により，機能発現に必須な境界脂質と膜タンパク質を自発的に集積させた大きく柔らかな複合体を，ii)フルオロフィリック効果により剛直な含フッ素脂質ドメインにより安定化するという特長を有する。新規人工細胞膜構造体は，現在研究が困難な膜タンパク質複合体の構造・機能解析を可能とし，膜タンパク質研究にブレークスルーをもたらす，新たなキーテクノロジーになると期待される。
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| 研究成果の概要 |
フルオロフォビック効果を利用した人工細胞膜構造体の創製を目指して， Dipalmitoylphosphatidylcholineの新規部分フッ素化アナログ脂質分子群Fn-DPPCについて，グラムスケールの化合物合成を行った。基本となる膜物性・構造を種々の物理化学的手法により明らかにするとともに，Fn-DPPC/DPPC二成分系混合膜の相図を作成した。
また，脂質膜に再構成した膜タンパク質バテクリオロドプシンの構造・機能の特徴を調べた。その結果，パーフルオロアルキル鎖長に強く依存した高次構造や光機能中間体の違いが見られた。二成分系混合脂質膜への再構成も試み，基礎的な知見を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
特異的な表・界面物性を示すパーフルオロアルキル基の特性を利用した新規部分フッ素化リン脂質を開発し，その際だった膜物性を明らかにした。さらに，膜タンパク質の再構成実験を行い，膜タンパク質生体機能発現の場となる安定な人工的な脂質膜構造体の基礎を築くことができた。
本研究で得られた成果は，さまざまな生体機能を担う新たな人工細胞膜構築の基盤技術の１つとなることが期待される。また，膜タンパク質再構成系への展開により，リガンドスクリーニング等の創薬研究においても一定の役割を果たす可能性がある。
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