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熱力学的手法による脂質二分子膜における揺らぎの検出

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 21107502
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
研究機関筑波大学

研究代表者

山村 泰久  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 准教授 (80303337)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2009年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード揺らぎ / 脂質二分子膜 / 熱容量 / アルキル鎖 / 生体膜モデル系
研究概要

脂質二分子膜で構成される生体膜における揺らぎを検出するため,リオトロピック液晶を中心とした擬生体膜モデル系の熱容量測定を行い,構成分子の種類と測定結果から得られる熱力学的諸量の統計力学的解析を行った.
前年度に引き続いて,断熱型熱容量測定装置の改良を行い,脂質-水系についての熱容量測定を進めた.これまで取り扱ってきたモノアシルグリセロール類と同じ長さの飽和アルキル鎖を有するモノステアリンを取り上げ,それを構成脂質分子とする脂質-水系の熱容量測定を新たに行った.得られた熱力学的諸量の解析を行い,脂質二分子膜内における脂質分子のアルキル鎖のコンフォメーション揺らぎの変化について検討を行った.ラメラ相におけるアルキル鎖のダイナミクスは,そのアルキル鎖の形状に依存し,特に不飽和アルキル鎖のトランス体については,他のシス体や飽和アルキル鎖とは異なるダイナミクスを示すことがわかった.これは実際の生体膜中の構成脂質分子のアルキル鎖の形状とそのダイナミクスとの関係を理解する上で重要な結果であるといえる.このほか,脂質二分子膜で構成され複雑な構造を持つ面状凝集体からなる立方対称相においても研究を進めた.また,多角的な視野から理解を深めるため,ラメラ相に近い層状構造を持つ中間相を発現するサーモトロピック液晶と取り上げ,その熱容量測定を行った.その結果,アルキル鎖や柔らかい自由度を有する官能基が生体膜や液晶等の中間相の形成に果たす役割について,熱力学的見地から理解することができた.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Entropic Contribution of Flexible Terminals to Mesophase Formation Revealed by Thermodynamic Analysis of 4-Alkyl-4'-isothiocyanatobiphenyl (nTCB)2010

    • 著者名/発表者名
      K.Horiuchi, Y.Yamamura, R.Pelka, M.Sumita, S.Yasuzuka, M.Massalska-Arodz, K.Saito
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 114 ページ: 4870-4875

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エントロピーからながめたリオトロピック液晶における分子ダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      山村泰久
    • 学会等名
      つくばソフトマター研究会2011
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(柏市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Calorimetric Study of Conformational Fluctuation of Alkyl Chain in Lamellar Phase of Monoacylglycerol/water systems2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamura, S.Nakada, M.Iwami, A.Katagiri, S.Yasuzuka, K.Saito
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      滋賀県立県民交流センター(大津市)
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] モノステアリン/水系のラメラ相における熱容量2010

    • 著者名/発表者名
      山村泰久, 齋藤一弥
    • 学会等名
      第46回熱測定討論会
    • 発表場所
      三重大学(津市)
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Intramolecular Dynamics of Monoacylglycerols in Lyotropic Lamellar Phase2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamura, S.Nakada, M.Iwami, A.Katagiri, T.Adachi, S.Yasuzuka, K.Saite
    • 学会等名
      21^<st> IUPAC International Conference on Chemical Thermodyna mics ICCT-2010
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2010-08-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CONFORMATIONAL FLUCTUATION OF LIPID MOLECULES, MONOACYLG LYCEROL, IN LAMELLAR PHASE OF LYOTROPIC LIQUID CRYSTAL2009

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Yamamura, Shin Nakada, Airi Katagiri, Maika Iwami, Syuma Yasuzuka, Kazuya Saito
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2009-12-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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