脂質膜界面における特異的認識過程のダイナミックス

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06453153
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 北野 博巳 富山大学, 工学部, 教授 (40115829)
• 研究分担者: 伊藤 研策 富山大学, 工学部, 助教授 (10192494)
• キーワード: レセプター / 自己組織化単分子膜 / 糖脂質 / 分子認識 / 表面増強共鳴ラマン / スピン・格子緩和時間 / 脂質二分子膜小胞

研究概要

(1)膜中に多く存在するレセプターのモデル系として、6位にメルカプト基を有するシクロデキストリン(CD)を用いて自己組織化CD単分子膜(Self-Assembled Monolayer,SAM)を銀コロイド粒子上に形成させた。これに光学活性な色素が認識・包接される様子を、表面増強共鳴ラマン分光法(SERRS)を用いて解析した。遊離状態に比較して、銀コロイド上に結合したシクロデキストリンの場合には、立体選択的な分子認識が起こりにくいことを明らかにした。また構造タンパク質であるコラーゲンを変性させて得られるゼラチンや、合成高分子電解質であるポリアクリル酸が、温度や中和度によりコンホメーションを変化させることに伴う水の構造の変化を、赤外分光法、レーザーラマン分光法およびNMRのスピン-格子緩和時間(T_1)測定により明らかにした。
(2)顕微鏡による視覚化手法を用いて、荷電微粒子と、それと同符号の荷電を有する平面や棒との間の相互作用によって誘起される当該微粒子の溶液内分布の異常性について検討を加え、この現象が微粒子と平面や棒との間の静電的な相互作用に起因することを明らかにした。
(3)糖が細胞表層における分子認識において極めて重要な役割をはたしていることに鑑み、脂質膜表面における糖の認識について検討を加えた。ガラクトースを有するビニルモノマーを脂質型ラジカル開始剤を用いて重合し、親水性部分に多数のガラクトースを有する新規の糖脂質を調製した。これとレシチンからなる脂質二分子膜小胞に酵素ガラクトースオキシダーゼを作用させると、膜上に多数のアルデヒド基が生成し、アミノ基を担持させた脂質二分子膜小胞との間にシッフ塩基を介した結合が生ずることを見いだした。またこのガラクトース担持脂質二分子膜小胞が、ラットマクロファージにより選択的に貧食されることを蛍光法により明らかにした。さらに親水性部にフェニルホウ酸基を多数有する新規脂質を調製し、糖タンパク質であるオブアルブミンとの分子認識過程を観察した。
(4)光フェントン試薬を光照射することにより発生するヒドロキシラジカルによりタンパク質が損傷をうける様子を、キモトリプシンやリゾチームを用いて検討した。さらに生体膜内において電子移動反応を行う酵素シトクロームCオキシダーゼについても速度論および立体構造の両面から検討を加えた。

研究成果

• [文献書誌] 大野工司: "Galactose-Containing Amphiplules Prepared with aLi pophilic Initia-tor" Biocrujugate chemistry. 6. 361-366 (1995)
• [文献書誌] 永山一美: "Catalytic Propertres of Enzymes Modified with Polymers" Macrmol.Chem.Phys.196. 611-620 (1995)
• [文献書誌] 谷本智史: "Binding Kinetres of Antibody to Hapten-doped Lipids" Colloids and Surfaces. 4. 259-265 (1995)
• [文献書誌] 前田寧: "The strniture of Water in Polymer Systems" Spectrochimica Acta. 51. 2433-2446 (1995)
• [文献書誌] 前田寧: "The strniture of Water in Polymer Systems" Spectrochimica Acta. 51. 2433-2446 (1995)山本貴広:
• [文献書誌] "Hydroperoxynaphthnlimide Derivatioe-Mediated Oxidation of Lysazyme" Photochem.Photobiol.62. 680-685 (1995)
• [文献書誌] 前田寧: "表面増強ラマン分光法による自己組織化単分子膜の構造解析" 高分子論文集. 52. 737-745 (1995)
• [文献書誌] 籏野昌弘: "新タンパク質応用工学" フジテクノシステム, 950 (1996)