基質小胞モデルを用いた生体鉱物の結晶化過程の時空間解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K05149
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分34010:無機・錯体化学関連
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 越山 友美 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (30467279)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 基質小胞 / 生体鉱物 / 結晶化 / モデル / リン酸カルシウム

研究成果の概要

バイオミネラリゼーションにより作り出されるカルシウム塩などの生体鉱物の組成、結晶系、結晶サイズや形態は、化学的・物理的性質や強度を決定する重要なファクターである。多くの生体鉱物の結晶化は、細胞から分泌される生体膜で囲まれた基質小胞で進行し、基質小胞には核形成・結晶成長に寄与する複数の蛋白質が存在することが知られているものの、小胞における結晶化においては未解明の部分が多い。そこで本研究では、人工膜であるリポソーム、および天然の脂質膜である赤血球膜を基質小胞モデルとして、ペプチドフラグメント導入による基質小胞モデルの作製、および、イオン濃度やpHなどの結晶化条件のスクリーニングに取り組んだ。

自由記述の分野

無機・錯体化学関連

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの生体鉱物の結晶化は、細胞から分泌される生体膜で囲まれた基質小胞内で進行する。つまり、基質小胞のような構成イオンの取り込みと結晶化に関与する蛋白質の固定化が可能な環境を人工的に再現し、種々の分光分析による結晶化過程の経時変化追跡が可能な測定・解析系を確立できれば、小胞内における生体鉱物の結晶化過程の時間的・空間的な制御メカニズムの解明に繋がる知見が得られる。また、メカニズム解明のみならず、カルシウム塩、シリカや磁性酸化鉄などの様々な有用な生体鉱物材料の作製法の開発にも繋がると考える。