膜タンパク質の再構成マトリックス材料となる含フッ素擬環状型人工脂質の開発

• 研究課題/領域番号: 23590039
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 高木 俊之 独立行政法人産業技術総合研究所, 幹細胞工学研究センター, 主任研究員 (10248065)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: フッ素 / 人工脂質 / 膜タンパク質 / ベシクル / 擬環状脂質 / バクテリオロドプシン / 単分子膜 / 二分子膜 / 含フッ素脂質 / ペルフルオロアルキル / 再構成膜 / ペルフルオロアルキル基 / フッ素化脂質

研究成果の概要

脂質二分子膜に利用されているジミリストイルホスファチジルコリンの化学安定性を向上させたジテトラデシルホスファチジルコリン二分子のアルキル鎖片端を共有結合にて二量化した擬環状型リン脂質およびアルキル鎖の一部をユニークな特性を有するフッ素で置換した擬環状型リン脂質を開発した。脂質の擬環状化およびフッ素化は適度な流動性を有する安定な二分子膜を形成することが分かった。膜タンパク質バクテリオロドプシンと擬環状型リン脂質または含フッ素擬環状型リン脂質からなる再構成膜を調整した。

研究成果

• [雑誌論文] Stratified Dipole-Arrays Model Accounting for Bulk Properties Specific to Perfluoroalkyl Compounds (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川健、下赤卓史、塩谷暢貴、森田康平、園山正史、高木俊之、金森敏幸
  • 雑誌名: ChemPlusChem 巻: 79 号: 10 ページ: 1421-1425
  • DOI: 10.1002/cplu.201402156
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] バイオ材料としての部分フッ素化脂質膜の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木俊之、馬場照彦、金森敏幸
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: 50 ページ: 49-53
  • NAID: 130005122147
• [雑誌論文] Physicochemical Studies of Bacteriorhodopsin Reconstituted in Partially Fluorinated Phosphatidylcholine Bilayers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, M., Kikukawa, T., Takahashi, H., Takagi, T., Yokoyama, Y., Amii, H., Baba, T., Kanamori, T., Sonoyama, M.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 117 号: 18 ページ: 5422-5429
  • DOI: 10.1021/jp311665z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of perfluoroalkyl chain length on monolayer behavior of partially fluorinated oleic acid molecules at the air-water interface (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場照彦、髙井克毅、高木俊之、金森敏幸
  • 雑誌名: CHEMISTRY AND PHYSICS OF LIPIDS 巻: 172-173 ページ: 31-39
  • DOI: 10.1016/j.chemphyslip.2013.04.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Ideal Mixing of Dimyristoylphosphatidylcholine with Its Partially Fluorinated Analogue in Hydrated Bilayers (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 浩、吉野 賢、高木俊之、網井秀樹、馬場照彦、森田康平、金森敏幸、園山正史
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 559 ページ: 107-111
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2012.12.067
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Partial Fluorination in the Myristoyl Groups on Thermal and Interfacial Properties of Dimyristoylphosphatidylcholine (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、高橋 浩、高木俊之、馬場照彦、森田康平、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 41 号: 11 ページ: 1495-1497
  • DOI: 10.1246/cl.2012.1495
  • NAID: 130004426438
  • ISSN: 0366-7022, 1348-0715
  • 査読あり
• [学会発表] 二量体化したエーテル型リン脂質の膜異方性および透過性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高木俊之、高橋浩、菊川峰志、吉原利忠、飛田成史、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] エーテル型リン脂質の二量体化が膜物性・膜タンパク質バクテリオロドプシンに与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高木俊之、高橋浩、菊川峰志、吉原利忠、飛田成史、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 日本化学会関東支部群馬地区地域懇談会
  • 発表場所: 群馬工業高等専門学校
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] Effect of partial fluorination on structure and photointermediates of bacteriorhodopsin reconstituted in dimerized Di-o-tetradecylphosphatidylcholine vesicle (2014)
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高木俊之、菊川峰志、高橋浩、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] High stability of two-dimensional crystal of reconstituted bacteriorhodopsin in partially fluorinated phosphatidylcholine (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉野賢、高橋浩、森田康平、高木俊之、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] パーフルオロアルキル基を導入したDimyristoylphosphatidylcholine二分子膜の物性・構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田康平、高橋浩、網井秀樹、高木俊之、金森敏幸、長谷川健、園山正史
  • 学会等名: 第8回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学広島キャンパス
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] DMPCアシル鎖末端へのパーフルオロアルキル基導入による膜物性への効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田康平、高橋浩、網井秀樹、園山正史、高木俊之、金森敏幸、長谷川健
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学神楽坂校舎
  • 年月日: 2014-09-03
• [学会発表] 二量体化したDi-O-Tetradecylphosphatidylcholineの熱物性および膜異方性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高橋浩、高木俊之、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学神楽坂校舎
  • 年月日: 2014-09-03
• [学会発表] A Biophysical Study of Partially Fluorinated Phosphatidylcholine: Membrane Physical Properties and Reconstitution of Bacteriorhodopsin into Its Liposome (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉野賢、森田康平、高木俊之、高橋浩、菊川峰志、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 2014 International Biophysics Congress
  • 発表場所: Brisbane (Australia)
  • 年月日: 2014-08-05
• [学会発表] 膜タンパク質再構成膜としての部分フッ素化脂質の開発：Inを用いたペルフルオロアルキル基導入反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高木俊之、金森敏幸
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] 膜タンパク質モデルを用いた部分フッ素化脂質の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高木俊之
  • 学会等名: 日本フッ素化学会 研究講演会2011(招待講演)
  • 発表場所: 桐生市民文化会館（群馬）
• [学会発表] 部分フッ素化リン脂質を含む二成分系リン脂質混合膜における膜タンパク質バクテリオロドプシンの分配挙動
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、金山健次、高橋 浩、高木俊之、菊川峰志、横山泰範、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第40回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] リン脂質リポソームに再構成したバクテリオロドプシンの構造・機能に対するアシル鎖部分フッ素化の影響
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、菊川峰志、高橋 浩、高木俊之、横山泰範、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第６４回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Low affinity of bacteriorhodopsin to partially fluorinated phosphatidylcholine in reconstituted membrane
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、金山健次、菊川峰志、高木俊之、高橋 浩、横山泰範、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] A Biophysical Study of Bacteriorhodopsin in Pseudocyclic Phosphatidylcholine Liposome
  • 著者名/発表者名: 園山正史、吉岡 聡、土田直之、高木俊之、高橋 浩、菊川峰志、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] テトラエーテル型人工リン脂質膜と重金属イオンとの相互作用
  • 著者名/発表者名: 馬場照彦、高木俊之、金森敏幸、岡 辰也、斉藤博幸
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市左京区）
• [学会発表] 二量体化したDi-O-Tetradecylphosphatidylcholineの合成と膜物性の解析
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高橋 浩、高木俊之、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 二量体化したDi-O-Tetradecylphosphatidylcholineへの膜タンパク質バクテリオロドプシンの再構成
  • 著者名/発表者名: 土田直之、高木俊之、菊川峰志、高橋 浩、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] パーフルオロアルキル鎖長の異なるDMPCアナログ分子の合成と膜物性の解析
  • 著者名/発表者名: 森田康平、高橋 浩、網井秀樹、高木俊之、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] パーフルオロアルキル鎖が示す親水性と双極子相互作用の界面化学および赤外分光法による検討
  • 著者名/発表者名: 下池卓史、長谷川健、森田康平、園山正史、高木俊之、金森敏幸
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 新規部分フッ素化リン脂質に再構成したバクテリオロドプシンに対する脂質フッ素化の影響
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、高木俊之、菊川峰志、高橋 浩、馬場照彦、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第39回生体分子科学討論会2012
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
• [学会発表] APPLICATION OF NOVEL PARTIALLY FLUORINATED PHOSPHOLIPID: INDIUM-MEDIATED RADICAL ADDITION OF PERFLUOROALKYL IODIDE IN WATER
  • 著者名/発表者名: 高木俊之、金森敏幸
  • 学会等名: 20th International symposium on fluorine chemistry
  • 発表場所: 京都テルサ（京都）
• [学会発表] ホスファチジルコリン脂質膜の物性・構造に対するアシル鎖へのフッ素原子導入効果
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、高橋 浩、高木俊之、馬場照彦、森田康平、網井秀樹、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第6回分子科学討論会2012東京
  • 発表場所: 東京大学（東京）
• [学会発表] 新規部分フッ素化リン脂質の膜タンパク質研究への応用
  • 著者名/発表者名: 園山正史、吉野 賢、菊川峰志、高橋 浩、高木俊之、馬場照彦、金森敏幸
  • 学会等名: 現在新学術領域「揺らぎと生体機能」「水和とATP」合同公開シンポジウム「ゆらぎと水−生命のエネルギーと機能の分子機構を探る」
  • 発表場所: 新大阪ガーデンパレス（大阪）
• [学会発表] 部分フッ素化ホスファチジルコリン小胞に再構成されたバクテリオロドプシンの液晶相における分子集合体
  • 著者名/発表者名: 吉野 賢、金山健次、菊川峰志、高木俊之、高橋 浩、馬場照彦、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知）
• [学会発表] 部分フッ素化ホスファチジルコリン小胞に再構成されたバクテリオロドプシンの液晶相における分子集合体
  • 著者名/発表者名: 高橋 浩、吉野 賢、菊川峰志、高木俊之、横山泰範、網井秀樹、馬場照彦、森田康平、金森敏幸、園山正史
  • 学会等名: 第30回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城）
• [産業財産権] 擬環状脂質化合物 (2014)
  • 発明者名: 高木俊之、園山正史、金森敏幸
  • 権利者名: 高木俊之、園山正史、金森敏幸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-048051
  • 出願年月日: 2014-03-11