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2015 年度 実績報告書

脂質ケミカルバイオロジーの創成

研究課題

研究課題/領域番号 15H03121
研究機関九州大学

研究代表者

松森 信明  九州大学, 理学研究院, 教授 (50314357)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード脂質ラフト / ケミカルバイオロジー
研究実績の概要

近年脂質ラフトの存在が提唱され、生命機能に果たす脂質の重要性が認識されてきた一方で、脂質ラフト形成の分子基盤やそこに集積するタンパク質に関する知見は極めて限られている。これは、脂質―タンパク質間の相互作用に関する研究が立ち遅れているためである。そこで本研究では、脂質ラフトを含む生体膜における脂質とタンパク質間の分子認識について、ケミカルバイオロジーおよび構造生物学的手法を駆使し、システマチックにこの解明にあたる。
脂質ラフトに集積するタンパク質の多くは、脂質ラフトが界面活性剤不溶性である性質を利用し、その不溶性画分に存在するタンパク質をもってラフト結合タンパク質と考えられてきた。しかし、界面活性剤不溶性画分と脂質ラフトが必ずしも同一でなく、したがって不溶性画分に見出されるタンパク質が実際の生体膜でもラフトに集積しているとは限らないという懸念がある。また脂質膜に比較的弱く相互作用しているような膜表在性タンパク質などは、界面活性剤処理で膜から脱離することも考えられる。このように、ラフトに集積するタンパク質を同定することは、必ずしも容易ではない。
そこで本研究では、ビーズ上に脂質分子を結合し、脂質に特異的に結合する膜関連タンパク質をプロテオーム解析する。本年度はビーズ上に生理活性脂質として知られるセラミドを結合させることを目指し、検討を行った。その結果、ビーズに結合させる前段階までの合成に成功した。また、脂質ー膜タンパク質間相互作用の定量的解析を目指し、表面プラズモン共鳴法(SPR)による親和性解析法の開発にも着手し、開発の目途を立てることができた。さらに脂質と膜タンパク質間相互作用の蛍光顕微鏡観察を目指し、蛍光セラミド等各種蛍光脂質の開発にも成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は脂質固定ビーズの作成に注力し、その完成を予定していたが、その点では若干進捗が遅れている。一方で、脂質ー膜タンパク質相互作用解析の基盤技術の開発として、表面プラズモン共鳴法を用いた手法開発に目途が立ったことや、蛍光顕微鏡による脂質ー膜タンパク質相互作用観察を目指した各種蛍光脂質の開発に成功したことから、全体としての進捗はおおむね順調であると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は脂質固定ビーズの調製および脂質特異的タンパク質の取得の早期実現に注力する。すでに開発に成功した相互作用解析法に供することを目指す。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of Gel-like Nanodomains in Cholesterol-Containing Sphingomyelin or Phosphatidylcholine Binary Membrane As Examined by Fluorescence Lifetimes and 2H NMR Spectra2015

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Yasuda, Nobuaki Matsumori, Hiroshi Tsuchikawa, Max Lonnfors, Thomas KM Nyholm, J Peter Slotte, Michio Murata
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 ページ: 13783-13792

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b03566

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of polyol moiety of amphotericin B in ion channel formation and sterol selectivity in bilayer membrane2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yamamoto, Yuichi Umegawa, Hiroshi Tsuchikawa, Nobuaki Matsumori, Shinya Hanashima, Michio Murata, Resul Haser, Bernard J Rawlings, Patrick Caffrey
    • 雑誌名

      Bioorganic & medicinal chemistry

      巻: 23 ページ: 5782-5788

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2015.07.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bioactive Structure of Membrane Lipids and Natural Products Elucidated by a Chemistry-Based Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Michio Murata, Shigeru Sugiyama, Shigeru Matsuoka, Nobuaki Matsumori
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 15 ページ: 675-690

    • DOI

      10.1002/tcr.201402097

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation and Order of the Amide Group of Sphingomyelin in Bilayers Determined by Solid-State NMR2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Matsumori, Toshiyuki Yamaguchi, Yoshiko Maeta, Michio Murata
    • 雑誌名

      Biophysical journal

      巻: 108 ページ: 2816-2824

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2015.05.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deuterium NMR of Raft Model Membranes Reveals Domain-Specific Order Profiles and Compositional Distribution2015

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Yasuda, Hiroshi Tsuchikawa, Michio Murata, Nobuaki Matsumori
    • 雑誌名

      Biophysical journal

      巻: 108 ページ: 2502-2506

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2015.04.008

    • 査読あり
  • [学会発表] 脂質ラフト形成基盤の解明を目指したスフィンゴミエリンの動的およびNMR構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      松森 信明
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会ケミカルバイオロジーの新機軸ー機器分析とライフイノベーション
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質膜における動的挙動、構造および相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      松森信明
    • 学会等名
      蛋白研セミナー Mechanism of Biology of Membrane: 生体膜上の生物化学
    • 発表場所
      吹田
    • 年月日
      2016-03-02 – 2016-03-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Small molecule interactions with membrane sterol2015

    • 著者名/発表者名
      Pacifichem2015 "Small molecule interactions with membrane sterol" Nobuaki Matsumori, Yuichi Umegawa, Yasuo Nakagawa, Rafael Espiritu, Michio Murata (Honolulu, Dec. 2015)
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NMR studies of lipid rafts2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuaki Matsumori, Tomokazu Yasuda, Toshiyuki Yamaguchi, Michio Murata
    • 学会等名
      Pacifichem2015
    • 発表場所
      Honolulu
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脂質ラフトにおける脂質分子の動的挙動および構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      松森信明
    • 学会等名
      第88回日本生化学会大会フォーラム
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質膜の統合分析2015

    • 著者名/発表者名
      松森信明
    • 学会等名
      第33回九州コロイドコロキウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質ラフトのNMR解析2015

    • 著者名/発表者名
      松森信明、村田道雄
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
    • 招待講演
  • [備考] 九州大学大学院理学研究院化学部門 生体分析化学研究室

    • URL

      http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/BioanalChem/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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