生体分子の人口細胞型集合体による物質輸送過程の制御と調節

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604018
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 甲斐原 梢 九州大学, 理学部, 助手 (90080564)
• 研究分担者: 宮川 賢治 福岡大学, 理学部, 教授 (30037296) ; 岡元 孝二 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (40122618)
• キーワード: エラスチンコアセルベート / 蛋白質液体膜 / 弾性線維蛋白質 / 分子集合型イオノフォア / リン脂質逆ミセル / 光重合性リン脂質 / 人工細胞 / 原子細胞モデル

研究概要

1.はじめにー主な研究費補助金の使途等について。
本研究費補助金により示差走査熱量計(島津製作所製DSCー50)を購入した。熱量測定による物質の相挙動の解明は、材料開発を始め多くの分野で有力な研究手段であり、本研究に於いても生体分子の集合体形成や人工細胞型機能材料としての特性の検討に有効であった。
2.今年度中に得た具体的成果並びに途中経過について。
(1)生体弾性線維蛋白質エラスチンの集合体:大動脈等の組織の驚異的弾性発現の主役である蛋白質エラスチンが、温度依存性コアセルベーションにより集合体を形成する事に注目し、新規生体機能材料としての展開を検討した。エラスチン可溶化処理物を用い蛋白質液体膜としてのイオン透過特性やコアセルベート液滴安定化の条件に関する測定を行い、不明な点の多いエラスチンコアセルベート物性の一端を明らかにした。
(2)イオノフォア活性を有する生体界面活性物質逆ミセルによる液体膜輸送過程の高次制御:2本鎖をもつリン脂質は1ーオクタノールを溶媒とする液体膜中で、直径約0.1μmの逆ミセル様集合体として陽イオン選択性イオノフォアとして機能している。単一分子型のイオノイフォアに対し、温度や水含有量等の集合体挙動に影響を与える因子に基づいた高次の透過特性制御が分子集合体型イオノフォアでは可能であった。
(3)光重合成リン脂質とイオノフォアを用いた二重膜の透過性評価:電位応答性ベシクルの実現を目指し、パッチクランプ法によりイオノフォアを組込んだ重合二重膜のイオン透過特性を検討した。二重結合導入による炭化水素鎖配向の乱れ等の重合過程自体について検討の要がある。
3.反省と今後の展望について。
今回用いた生体由来分子は本質的に備わる生体適合性や特異な集合体形成能に基づき人工細胞型生体機能材料としての展開が有望である。

研究成果

• [文献書誌] 甲斐原梢: "Ion Transport Mediated by Inverted Micellarar Aggregates across a PhosphatidylcholineーOctanol Liquid Meembrane." Journal of Membrane Science. 41. 187-196 (1989)
• [文献書誌] 岡元孝二: "Ionic Effect on Coacervate Formation of Elastin Peptides and Its Electtochemical Property." Peptide Chemistry 1988. 285-290 (1989)
• [文献書誌] 甲斐原梢: "MultiーIonic Potential and Membrance Permeability Matrix.III.Diffusion and Concentration of Ions within Membane Phase as a Controlling Factor to Ion Permselectivity." Bulletin of the Chemical Society of Japan. 62. 2362-2368 (1989)
• [文献書誌] 甲斐原梢: "Possible Enhancement of Ion Transport Performances across Liquid Membrane by Utilizing a Multimolecular Ionophore." Memoirs of the Faculty of Science,Kyushu University,Series C.17. 45-56 (1989)
• [文献書誌] 上村祐子: "エラスターゼとマグネシュウムの抗動脈硬化作用ー大動脈組織およびエラスチン画分中の脂質と金属に及ぼす影響ー" 動脈硬化. 17. 931-937 (1989)
• [文献書誌] 甲斐原梢: "光重合性レシチンを用いた電位応答性ベシクルに関する研究" 国産技術新興会倉田奨励金研究報告. 19. 15-16 (1989)
• [文献書誌] 岡元孝二: "Characteristics of Elastin Peptides in Coacervate State:pH Effect and Possible Ion Transport Machanism." Peptide Chemistry 1989.
• [文献書誌] 甲斐原梢: "AlphaーElastin Coacervate as a Protein Liquid Membrance.Effect of pH on Transmembrance Potential." Journal of Physical Chemistry.
• [文献書誌] 甲斐原梢: "Transition Metal Effecs on Protein Coacervation:Elastin Coacervate and Protocell Model." FEBS Letters.
• [文献書誌] 甲斐原梢: "Characteristic Interaction of Ca^<2+> with Tropoelastin Model Peptides Having a Specific Amino Acid Sequence,(ーVPGVGー)_<4O>" FEBS Letters.
• [文献書誌] 甲斐原梢: "Study of Ion Transport across Amphoteric IonーExchange Membrane.VI.MultiーIonic Potential,Membrance Permeability,and IonーSieve Effect." Bulletin of the Chemical Society of Japan.
• [文献書誌] 岡元孝二: "細胞外マトリックスのバイオサイエンスとバイオテクノロジー藤本大三郎編エラスチン及びその遺伝子の構造" アイピーシー出版,