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生体膜の揺らぎによる薬物の輸送機構の動的多核NMR解析

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 21107527
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
研究機関姫路獨協大学

研究代表者

岡村 恵美子  姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)

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
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード熱揺らぎ / ドラッグデリバリー / 脂質二分子膜 / パルス磁場勾配NMR / 拡散 / 生物物理 / 超精密計測 / 動態
研究概要

まず、「生体膜の熱揺らぎによる薬物輸送」に関して、前年度に得られたヒトHL60細胞に対する抗がん剤・5-フルオロウラシル(5FU)の取り込みに関する速度論的モデルを検証するために、フッ素原子を含む膜透過性の蛍光色素pentafluorobenzenesulfonyl-difluorofluorescein(BES-H_2O_2-Ac)のHL60細胞への取り込みを、^<19>F NMR時間分解計測と蛍光で同時にモニターした。5FUと同様、BES-H_2O_2-Acの^<19>F NMRシグナルの変化を分単位の時間分解能で計測することができた。今後、NMRと蛍光の両面から、膜透過の速度論的モデルの詳細を確認する予定である。
また、「モデル膜への薬物輸送の動的多核NMR解析」では、高分解能溶液NMRとパルス磁場勾配(PFG)法を組み合わせて、揺らぎにともなう膜中の薬物や脂質分子の運動をin situで観測し定量化する方法を独自に開発した。生体膜モデルとして卵黄レシチンの一枚膜ベシクル(直径100nm)を用いて、前年度に行った比較的親水性の強い5FUに引き続き、本年度は新たに、水への溶解性が低い内分泌撹乱物質ビスフェノールAのフッ素化物(CF_3)_2C(C_6H_4OH)_2について^<19>F NMRによる解析を、神経ペプチド・エンケファリンについて^1H NMRによる解析を行い、揺らぎによる「薬物の膜への結合量」、膜内の拡散運動」、「膜への結合と解離のキネティクス」を明らかにした。多核NMRを用いて、通常の一次元測定とPFG NMR測定を使い分けることにより、さまざまな速さで膜に結合・解離する薬物の運動をin situで定量化することが可能となった。今後、種々の生理活性ペプチドの膜へのデリバリーや膜タンパク質の動態のin situ解析など、興味深い系への適用が期待される。

報告書

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

    (28件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (21件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 特集「膜の揺らぎと機能への展開:研究の最前線」を企画して2011

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 雑誌名

      膜

      巻: 36 ページ: 1-1

    • NAID

      10029601561

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] ソフトな脂質膜の揺らぎと薬物透過についてのNMR研究2011

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 雑誌名

      膜

      巻: 36 ページ: 9-15

    • NAID

      10029601581

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics of Membrane Binding and Dissociation of 5-Fluorouracil by Pulsed Field Gradient ^<19>F NMR2009

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Yoshii, Emiko Okamura
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 474

      ページ: 357-361

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分解能溶液NMRで捉えた脂質膜のダイナミクスと薬物の分配・輸送2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 雑誌名

      膜 34

      ページ: 117-125

    • NAID

      10026335936

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高分解能溶液NMRによる薬物の膜への結合と膜のなかのダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 雑誌名

      分子シミュレーション研究会会誌「アンサンブル」 11

      ページ: 18-21

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Lateral Diffusion of Phospholipid Molecules Separated from the Rotational and the Translational Diffusion of a Fluid Bilayer Vesicle2010

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Yoshii, Emiko Okamura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      Piaza Omi (Shiga)
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高分解能NMRによる水中のベシクルへの薬物の結合・解離と拡散過程の解析:低分子からペプチドまで2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子、吉井範行
    • 学会等名
      第32回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場
    • 年月日
      2010-11-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ベシクル上の脂質分子の側方拡散係数2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      24回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      福井県民ホール(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ソフトな脂質膜の揺らぎと薬物透過についてのNMR研究2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      膜シンポジウム2010
    • 発表場所
      京都大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水中の脂質二分子膜の構造・ダイナミクスと薬物輸送の溶液NMR研究2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第33回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 球状ベシクル上の脂質分子の側方拡散係数2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子、吉井範行
    • 学会等名
      第33回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 磁場勾配NMRによる膜のなかの分子拡散と膜への結合・解離の速度論2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      文科省科研費補助金 特定領域研究「分子高次系機能解明のための分子科学-先端計測法の開拓による素過程的理解」第9回ミニ公開シンポジウム「イオンチャネルKcsAの機能制御と構造変化の関係を解明する計測法」
    • 発表場所
      佐木セミナーセンター(広島)
    • 年月日
      2010-08-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ドラッグデリバリーの動的NMR解析2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部 製剤設計薬学分野セミナー
    • 発表場所
      徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 薬物とベシクルとの結合解離に関する分子動力学およびモンテカルロ計算2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      文部科学省「最先端・高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用」プロジェクト 次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発 第4回 公開シンポジウム
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      2010-03-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Kinetics of Membrane Binding, Diffusivity, and Permeability of Small-Sized Drugs and Peptides by NMR in Situ2010

    • 著者名/発表者名
      E.Okamura, N.Yoshii
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • 発表場所
      Makuhari Messe (Chiba)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] First observation of pure lateral diffusion of lipid molecules in a bilayer vesicle by pulsed field gradient NMR spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      Toyoda Auditorium, Nagoya University, Japan
    • 年月日
      2009-12-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of pulsed field gradient NMR spectra of diffusive motion of lipids and drugs restricted by a spherical vesicle. A Monte Carlo study2009

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      Toyoda Auditorium, Nagoya University, Japan
    • 年月日
      2009-12-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Binding, Dissociation, and Diffusivity of 5-Fluorouracil to Lipid Bilayer Membranes by NMR and Computer Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第31回生体膜と薬物の相互シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-12-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学およびモンテカルロ法による薬剤分子とベシクルとの相互作用についての研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      第23回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      名古屋市中小企業振興会館・吹上ホール
    • 年月日
      2009-11-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 薬剤分子とベシクルとの結合・解離や拡散運動についてのNMR、分子動力学およびモンテカルロ計算による研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      第32回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター・朱鷺メッセ
    • 年月日
      2009-11-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NMR、分子動力学および Monte Carlo 計算による薬物の膜への結合と拡散2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      膜シンポジウム2009
    • 発表場所
      広島大学・霞キャンパス
    • 年月日
      2009-11-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Drug Binding and Mobility in Membranes by High-Resolution Solution NMR(invited)2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま
    • 年月日
      2009-11-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学および Monte Carlo 計算による薬剤分子の脂質膜への親和性および拡散についての研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      第3回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2009-09-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リン脂質ベシクルへの抗がん剤5-フルオロウラシルの結合・解離の速度論:パルス磁場勾配NMRによる in situ 定量解析2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第62回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 薬剤分子の脂質膜への親和性および拡散についての分子動力学および Monte Carlo 法による研究2009

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      第62回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NMRによる膜中薬物の挙動の解析2009

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      日本薬学会北陸支部特別講演会
    • 発表場所
      富山大学杉谷キャンパス
    • 年月日
      2009-06-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/ph/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/ph/

    • 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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