| 研究概要 |
生体膜中に浮かぶ機能性のドメイン「副賞ラフト」の主要な成分であり、ラフトの機能の制御に重要な役割を担うとされる「コレステロール」の構造と動態を、高感度高分解能NMRを用いて明らかにすることを目的として、研究に着手した。まず、生体膜の疎水性のコア部分に位置するとされるコレステロールの膜内環境を疎水性の有機溶媒を用いて模倣し、有機溶媒中におけるコレステロールの構造を、パルス磁場勾配スピンエコーNMRによる自己拡散係数の直接決定、2次元NMR(COSY, NOESY)測定、ならびにスピン-格子緩和時間の測定により解析した。特に、機能性のドメイン構造との関係から、コレステロールの会合挙動に着目した。その結果、クロロホルム中でコレステロールはOH基どうしが水素結合を介して自己会合するが、1-オクタノール中では溶媒との水素結合によりコレステロールの自己会合がおこらないことを明らかにした。
次に、生体膜のモデルとしてリン脂質二分子膜リポソーム(large unilamellar vesicle, LUV;粒子径100nm)を用いて、膜に組み込まれたコレステロールの会合状態について、高感度高分解能溶液NMRによる解析を行った。従来、LUVのように、揺らぎの小さい膜のなかでコレステロールのNMRシグナルを観測することは非常に難しく、これまでに成功例がなかった。今回、膜のなかのコレステロールのシグナルの観測と帰属にはじめて成功した。この画期的な成果にもとづき、膜のなかのコレステロールの含量を増やしていったときのコレステロールの溶存状態、会合様式の変化、コレステロールが存在するときの膜リン脂質の構造の変化を、原子サイトを識別しながら明らかにすることができた。
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