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生体膜における曲率形成と膜の形態変化を誘導・制御するペプチドツール

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 26102522
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
研究機関京都大学

研究代表者

二木 史朗  京都大学, 化学研究所, 教授 (50199402)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード生体膜 / 曲率 / 両親媒性ペプチド / エプシン / Sar1p / ペプチド / 細胞
研究実績の概要

細胞の分裂や運動、分化、細胞内小胞輸送など、細胞の健全な営みには細胞膜のダイナミックな形態変化が必要である。細胞膜の曲がり具合(曲率、curvature)の誘導原理の理解は、細胞の営みの本質の一端に迫れるのみならず、種々の細胞現象を制御・調節する新しい方法論の開発に結びつく。直接的な膜構造変化の誘導のみならず、膜曲率の変化は膜張力にも影響を与え、細胞内アクチンの構造変化を介した細胞の運動、増殖、分化等の生理的調節・メカノバイオロジー的な研究展開に結びつく可能性も示唆される。従来、曲率誘導は細胞膜の内層と外層の脂質組成の非対称性により生じると考えられてきたが、近年、種々のタンパク質・ペプチドに生体膜に曲率を誘導する機能が備わっていることが明らかとなってきた。研究代表者は、人為的に設計したペプチドを用いての曲率・細胞機能の制御技術(曲率工学)の樹立を目指し研究を進めた。本研究期間内に、膜構造変形作用が報告されている9種のタンパク質由来のペプチドの曲率誘導能の評価(人工膜・培養細胞系を併用)を行い、細胞内輸送小胞形成に関わるエプシンに加え、Sar1p由来のヘリックスペプチドが著明な曲率誘導能を有することを見出した。また、これらのペプチドが膜のpacking状態や流動性に大きな影響を与えることを確認した。また、アデノウイルス由来の両親媒性ペプチド中の疎水面を構成するアミノ酸が膜曲率誘導能と損傷能に与える影響に関しても検討した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] パリ第6大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Amino Acid Substitution in the Hydrophobic Face of Amphiphilic Peptides on Membrane Curvature and Perturbation: N-Terminal Helix Derived From Adenovirus Internal Protein VI As a Model2016

    • 著者名/発表者名
      T. Murayama, S. Pujals, H. Hirose, I. Nakase, S. Futaki
    • 雑誌名

      Biopolymers

      巻: 106 号: 4 ページ: 430-9

    • DOI

      10.1002/bip.22797

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ペプチドを用いた細胞内デリバリー2016

    • 著者名/発表者名
      二木史朗
    • 学会等名
      第22回ペプチドフォーラム
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Membrane curvature and the translocation of arginine-rich cell-penetrating peptides2015

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      シェラトンワイキキ
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 曲率誘導性をもつ両親媒性ヘリックスペプチドによるオクタアルギニンの膜透過促進2015

    • 著者名/発表者名
      村山知、二木史朗
    • 学会等名
      第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学薬学部
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Membrane-remodeling Amphipathic Helical Peptides Accelerate Direct Penetration of Octaarginine (R8)2015

    • 著者名/発表者名
      Tomo Murayama, Shiroh Futaki
    • 学会等名
      第52回ペプチド討論会
    • 発表場所
      平塚中央公民館
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] eptide-based approaches for delivering exogenous molecules into cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki
    • 学会等名
      International symposium: "From cell-penetrating peptides to nanoparticles for cellular delivery"
    • 発表場所
      パリ第6大学
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 曲率誘導によるアルギニンペプチドの膜透過促進2014

    • 著者名/発表者名
      二木史朗、村山知、Silvia Pujals、宮前皓樹、片山沙綾香、中瀬生彦
    • 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
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MEMBRANE TRANSLOCATION OF ARGININE-RICH PEPTIDES AND THE EFFECT OF MEMBRANE CURVATURE2014

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki, Tomo Murayama, Silvia Pujals, Sayaka Katayama, Hisaaki Hirose, Hiroki Miyamae, and Ikuhiko Nakase
    • 学会等名
      第51回ペプチド討論会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Peptide Science 20152016

    • 著者名/発表者名
      Tomo Murayama, Shiroh Futaki
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      The Japanese Peptide Society
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Peptide Science 20142015

    • 著者名/発表者名
      Shiroh Futaki, Tomo Murayama, Silvia Pujals, Sayaka Katayama, Hisaaki Hirose, Hiroki Miyamae, and Ikuhiko Nakase
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      The Japanese Peptide Society
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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