HDL型脂質膜ディスクによる膜タンパク質配向制御技術の開発

• 研究課題/領域番号: 25670014
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 斎藤 博幸 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (60300919)
• 研究分担者: 馬場 照彦 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, 研究員 (40357794) ; 長尾 耕治郎 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40587325)
• 連携研究者: 長尾 耕治郎 京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (40587325) ; 川上 徹 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (70273711)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: HDL / 脂質膜ディスク / アポA-I / ペプチド / 再構成 / 膜タンパク質 / 高密度リポタンパク質 / 安定化人工脂質 / 重金属結合タンパク質 / ABCトランスポーター

研究成果の概要

本研究課題では、血漿中での高密度リポタンパク質（HDL）形成・構造維持を担うアポA-Iタンパク質が、各種脂質と均一サイズの開放構造を有する脂質膜ディスクを人工的に形成することに着目し、（１）アポA-IのHDL型ディスク形成に関わる物理化学的原理の構築、（２）新規ナノディスク形成ペプチドの設計・開発、（３）膜タンパク質の配向制御を目的としたHDL型ディスクの固定化と反応評価系の構築、を行うことで、バイオセンサ・バイオリアクタ利用や１分子レベル構造機能解析に有用な新規HDL型膜ディスク/膜タンパク質再構成系の開発に向けた基盤構築を行った

研究成果

• [雑誌論文] Kinetic and Thermodynamic Analyses of Spontaneous Exchange between High Density Lipoprotein-Bound and Lipid-Free Apolipoprotein A-I. (2015)
  • 著者名/発表者名: Handa, D., Kimura, H., Oka, T., Takechi, Y., Okuhira, K., Phillips, M. C., and Saito, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 54 号: 4 ページ: 1123-1131
  • DOI: 10.1021/bi501345j
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct detection of ABCA1-dependent HDL formation based on lipidation-induced hydrophobicity change in apoA-I. (2014)
  • 著者名/発表者名: Risa Omura, Kohjiro Nagao, Norihiro Kobayashi, Kazumitsu Ueda, and Hiroyuki Saito
  • 雑誌名: J Lipid Res. 巻: 55 号: 11 ページ: 2423-2431
  • DOI: 10.1194/jlr.d049445
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Domain Stability on the Properties of Human Apolipoprotein E3 and E4 and Mouse Apolipoprotein E. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, D., Dhanasekaran, P., Nickel, M., Mizuguchi, C., Watanabe, M., Saito, H., Phillips, M. C., and Lund-Katz, S
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 53 号: 24 ページ: 4025-4033
  • DOI: 10.1021/bi500340z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorescence Study of Domain Structure and Lipid Interaction of Human Apolipoproteins E3 and E4. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi, C., Hata, M., Dhanasekaran, P., Nickel, M., Phillips, M. C., Lund-Katz, S., and Saito, H.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Biol. Lipids 巻: 1841 号: 12 ページ: 1716-1724
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2014.09.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The roles of C-terminal helices of human apolipoprotein A-I in formation of high-density lipoprotein particles. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagao, K., Hata, M., Tanaka, K., Takechi, Y., Nguyen, D., Dhanasekaran, P., Lund-Katz, S., Phillips, M. C., and Saito, H.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta-Mol. Cell Biol. Lipids 巻: 1841 号: 1 ページ: 80-87
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2013.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of Thioflavin T with Amyloid Fibrils of Apolipoprotein A-I N-terminal Fragment: Resonance Energy Transfer Study. (2014)
  • 著者名/発表者名: Girych, M., Gorbenko, G., Trusova, V., Adachi, E., Mizuguchi, C., Nagao, K., Kawashima, H., Akaji, K., Lund-Katz, S., Phillips, M. C., and Saito, H.
  • 雑誌名: J. Struct. Biol. 巻: 185 号: 1 ページ: 116-124
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2013.10.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Extreme N-terminal Region of Human Apolipoprotein A-I Has a Strong Propensity to Form Amyloid Fibrils (2014)
  • 著者名/発表者名: Adachi, E., Kosaka, A., Tsuji, K., Mizuguchi, C., Kawashima, H., Shigenaga, A., Nagao, K., Akaji, K., Otaka, A., and Saito, H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 588 号: 3 ページ: 389-394
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.11.031
  • 査読あり
• [学会発表] バイオレイヤー干渉法を用いた人工HDL粒子と抗apoA-I抗体との相互作用評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村仁，原矢佑樹，小林典裕，斎藤博幸
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸サンボーホール（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 環境感受性蛍光プローブ標識アポA-Iを利用した新規HDL形成検出法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大村理紗，長尾耕治郎，斎藤博幸
  • 学会等名: 第36回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 徳島大学蔵本キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] HDLアポA-Iの自発的交換反応に関する速度論的・熱力学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 半田大祐，岡辰也，武知佑樹，奥平桂一郎，斎藤博幸
  • 学会等名: 第36回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 徳島大学蔵本キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] ApoA-I欠損変異体を用いたナノディスクの作製及び物性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新村 航，假屋園大和，奥平桂一郎，斎藤博幸
  • 学会等名: 第36回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 徳島大学蔵本キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] DESIGN OF NANODISC SCAFFOLD PEPTIDE (NSP) (2014)
  • 著者名/発表者名: 假屋園大和, 新村航，辻耕平，重永章，大高章，斎藤博幸
  • 学会等名: 第51回ペプチド討論会
  • 発表場所: 徳島大学蔵本キャンパス（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [学会発表] アポE含有脂質ナノディスクの腫瘍細胞への集積性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星川梢、辻野奈緒美、田中将史，斎藤博幸，向高弘
  • 学会等名: 第63回日本薬学会近畿支部大会
  • 発表場所: 同志社女子大学（京都府京田辺市）
• [学会発表] Interaction of heavy metal ions with artificial tetraether-type phospholipid membranes (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場照彦，高木俊之，金森敏幸，岡辰也，斎藤博幸
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都府京都市）