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配位結合を利用した脂質膜上での動的秩序形成と機能発現

公募研究

研究領域生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
研究課題/領域番号 16H00777
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

大谷 亮  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 助教 (30733729)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード脂質二分子膜 / 配位高分子
研究実績の概要

本年度は、アルキル長鎖有する[Mn(N)(CN)4][dabco-C16H33]2 (1) を用いて、リン脂質DMPCとの複合リポソームの合成と物性解析、更には、巨大リポソーム調整による脂質膜上での配位高分子合成と熱挙動の解明を行った。まず、凍結融解法により DMPC/1(x) (x = 0.25, 0.5) を合成し、cryo-TEM測定を行ったところ、DMPC/1(0.25) は球状ベシクルであったのに対し、DMPC/1(0.5) は筒状ミセルであった。この形態の違いは、脂質分子の臨界充填パラメータ (CPP) により説明した。構造解析により得られた錯体の分子構造と DMPC を比較すると、頭部サイズの違いからCPP1<CPPDMPC であると考えられ、錯体の割合を増やすことで膜の曲率が大きくなる。そのため、DMPC/1(0.5) においては脂質二重膜が不安定化し、曲率の大きい筒状ミセルへと形態変化したと考えられる。次に、相転移挙動について検討すると、錯体脂質の割合が増えるほど転移温度の上昇が観測された。これは、過去の文献から、膜表面での強い電荷的相互作用によるものであり、すなわち膜表面が”硬い”ことを示唆している。また、疎水部に取り込まれたスチルベンの光反応解析により、疎水部位の粘性について評価したところ、1の割合が大きいほど粘性は低下することが分かった。以上の結果より、錯体脂質を用いた複合リポソームの、膜表面は硬く膜内部は柔らかいという特殊な性質を持つことが明らかとなった。
また、交流電場により巨大リポソームを調整し、脂質膜上での配位高分子を行った。共焦点蛍光顕微鏡観察により配位高分子ドメインは角張った構造をもち、熱に対して分散、集積する性質が明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 9件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] クイーンズランド大学/シドニー大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学/シドニー大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] The impact of metal complex lipids on viscosity and curvature of hybrid liposomes2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, T. Tokita, T. Takaya, K. Iwata, M. Kinoshita, N. Matsumori, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 53 号: 99 ページ: 13249-13252

    • DOI

      10.1039/c7cc07944c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tuneable pressure effects in graphene oxide layers2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sekimoto, R. Ohtani, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 12159-12159

    • DOI

      10.1038/s41598-017-12444-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Syntheses, Structures and Magnetic Properties of Tetranuclear Cubane-type and Heptanuclear Wheel-type Nickel(II) Complexes with 3-Methoxysalicylic Acid Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      F. Kobayashi, R. Ohtani, S. Teraoka, W. Kosaka, H. Miyasaka, Y. Zhang, L. F. Lindoy, S. Hayami, M. Nakamura
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 46 号: 26 ページ: 8555-8561

    • DOI

      10.1039/c7dt01757j

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zero in-plane thermal expansion in guest-tunable 2D coordination polymers2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, A. Grosjean, R. Ishikawa, R. Yamamoto, M. Nakamura, J. K. Clegg, S. Hayami
    • 雑誌名

      Inorg. Chem.

      巻: 56 号: 11 ページ: 6225-6233

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b00282

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Assemblies of Metal Complexes via Base Pairing of Nucleic Acids in the Crystalline State2017

    • 著者名/発表者名
      Manabu Nakaya, Ryo Ohtani, Kunihisa Sugimoto, Masaaki Nakamura, Leonard F. Lindoy, Shinya Hayami
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: - 号: 30 ページ: 7232-7237

    • DOI

      10.1002/chem.201700593

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modulation of redox potentials utilizing the flexible coordination sphere of a penta-coordinate complex in the solid states2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, Y. Kitamura, Y. Hijikata, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 46 号: 11 ページ: 3749-3754

    • DOI

      10.1039/c7dt00233e

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Guest-dependent spin-transition behavior of porous coordination polymers2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, S. Hayami
    • 雑誌名

      Chemistry-a European Journal

      巻: 23 号: 10 ページ: 2236-2248

    • DOI

      10.1002/chem.201601880

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Crystal Structures and Spin-Crossover Behavior of Iron(II) Complexes with Chiral and Racemic Ligands2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sekimoto, M. R. Karim, N. Saigo, R. Ohtani, M. Nakamura, S. Hayami
    • 雑誌名

      European Journal of Inorganic Chemistry

      巻: - 号: 7 ページ: 1049-1053

    • DOI

      10.1002/ejic.201601232

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superionic conductivity in hybrid of 3-hydroxypropanesulfonic acid and graphene oxide2017

    • 著者名/発表者名
      K. Wakata, M. R. Karim, M. S. Islam, R. Ohtani, M. Nakamura, M. Koinuma, S. Hayami
    • 雑誌名

      Chemistry-an Asian Journal

      巻: 12 号: 2 ページ: 194-197

    • DOI

      10.1002/asia.201601488

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Water-dependent charge-transfer-induced spin transition of a prussian blue analog2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ohmagari, R. Ohtani, M. Nakaya, M. Ohba, M. Nakamura, L. F. Lindoy, S. Hayami
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 45 号: 42 ページ: 16784-16788

    • DOI

      10.1039/c6dt03474h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Tunable thermal expansions of 2D coordination polymers via relaxation of double distortions in nodes2018

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, S. Hayami
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic thermal expansions arising from the decrease of local distortions in two dimensional coordination polymers2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, S. Hayami
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 人工ラフトドメインを指向した脂質膜上での配位高分子合成2017

    • 著者名/発表者名
      大谷亮
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of redox potentials of [Mn(N)(CN)4]2- in the solid states2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, R. Yamamoto, S. Hayami
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC5)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guest Dependent Structural Dynamics of 2D Cyano-Bridged Frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani
    • 学会等名
      Post ICMM2016
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural Dynamics of Guest-Modified 2D Cyano-Bridged Frameworks2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, Y. Kitamura, R. Yamamoto, S. Hayami
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Nano and Supramolecular Chemistry
    • 発表場所
      Mercure Hotel
    • 年月日
      2016-07-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Handbook of Solid State Chemistry2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ohtani, S. Kitagawa
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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