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2008 年度 実績報告書

人工細胞における水やペプチドの膜透過性の解析および機能性人工細胞の構築の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20034023
研究機関静岡大学

研究代表者

山崎 昌一  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (70200665)

研究分担者 田中 滋康  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (90146233)
大橋 一世  千葉大学, 理学部, 教授 (90114248)
鈴木 雅一  静岡大学, 理学部, 准教授 (60280913)
キーワード生物物理学 / ナノバイオ / 一分子計測 / 膜透過性ペプチド / 水の膜透過係数 / アクアポリン / 単一GUV法 / 人工細胞
研究概要

1. 膜透過性ペプチドのトランスポータン-10(TP-10)を合成・精製し、単一巨大リボソーム(GUV)法を用いて、それらとジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)膜のGUVとの相互作用を研究した。1mMの蛍光プローブ・カルセインを含むDOPC-GUVと4μMのTP-10を相互作用させると、GUVの破壊や大きな構造の変化なしにカルセインがGUVの内部から外部に漏れた。同様の条件で多くの"1個"のGUVとTP-10の相互作用を調べると、漏れが起こり始める時間は確率的でGUVごとに差があったが、他の漏れの特性はほぼ同じだった。調べたすべてのGUVの中で漏れが起こったGUVの確率は時間とともに増加し、このことがLUV懸濁液法で観測される全体の漏れの増加を説明できることがわかった。
2. 脂質膜のGUVを用いて水の膜透過係数を正確に測定するシステムを構築した。マイクロピペットで吸引したGUVを浸透圧の違う溶液に移動したときに生じるGUVの体積の時間変化を精密に測定し、それを理論式でフィッティングすることにより水の膜透過係数を決定した。液晶相のDOPC-GUVにおける水の膜透過係数は45±4μm/sであったが、秩序液体相のジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)/コレステロール(6/4, モル比)膜のGUVにおける水の膜透過係数は1.3±0.1μm/sであり、液晶相の膜に比べて40分の1くらいの大きさだった。この結果は、2つの相における脂質膜の物性の違いから説明できる。
3. アマガエルの下腹部皮膚に特異的に発現するアクアポリン(AQP)であるAQP-h3をカイコを用いて発現し、カラムにより精製することに成功した。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 単一GUV法を用いたペプチドと脂質膜の相互作用の解析2009

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 雑誌名

      膜 34

      ページ: 126-132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation between Liposomes and Cubic Phases of Biological Lipid Membranes Induced by Modulation of Electrostatic Interactions2009

    • 著者名/発表者名
      M. Yamazaki
    • 雑誌名

      Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes 9(In press)

  • [雑誌論文] Magainin 2-induced pore formation in membrane depends on it concentration in membrane interface2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamba, et.al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 113

      ページ: 4846-4852

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High affinity Zn^<2+> inhibitory site(s) for the trypsin-like peptidase of the 20S proteasome2008

    • 著者名/発表者名
      A. U. Chouduri, et.al.
    • 雑誌名

      Arch. Biochim. Biophys 477

      ページ: 113-120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immunolocalization of a mammalian aquaporin 3 homologue in water-transporting epitherial cells in several organs of the clawed toad Xenopus laevis2008

    • 著者名/発表者名
      H. Mochida, et.al.
    • 雑誌名

      Cell Tissue Res 333

      ページ: 297-309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water permeability of lipid membranes of GUVs and its dependence on actin cvtoskeletons inside the GUVs2008

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshitani, et.al.
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Micro-NanoMecha-tronics and Human Science (MHS 2008 & Micro-Nano COE) CFP08768

      ページ: 130-134

  • [雑誌論文] The Single GUY Method to Reveal Elementary Processes of Leakage of Internal Contents from Liposomes Induced by Antimicrobial Substances2008

    • 著者名/発表者名
      M. Yamazaki
    • 雑誌名

      Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes 7

      ページ: 121-142

  • [学会発表] 抗菌性ペプチドーマガイニン2のポア形成と膜界面におけるペプチド濃度の相関2009

    • 著者名/発表者名
      丹波之宏
    • 学会等名
      日本物理学会2009年第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] 生体膜のトポロジー変化のダイナミクス-抗菌ペプチドによるボア形成およびキュービック相とLα相の間の構造転移(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      膜の研究会、東北大学理学研究科グローバルCOE
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2009-03-07
  • [学会発表] 膜透過性ペプチド・トランスポータン10と脂質膜の相互作用2009

    • 著者名/発表者名
      有山弘高
    • 学会等名
      科研費・特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京エレクトロンホール宮城
    • 年月日
      2009-03-06
  • [学会発表] 抗菌性ペプチド・マガイニン2のポア形成に対する電荷密度の効果2009

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      科研費・特定領域研究「バイオ操作」第7回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京エレクトロンホール宮城
    • 年月日
      2009-03-06
  • [学会発表] Peptide/Protein-Induced Pore Formation in Lipid Membranes : the Single GUV Method Study (招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Masahito Yamazaki
    • 学会等名
      Asian Core Symposium -Nano and Biomedical Molecular Science-
    • 発表場所
      Okazaki Conference Center
    • 年月日
      2009-02-06
  • [学会発表] 単一GUV法を用いた生体膜のダイナミクスの研究(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      特定領域研究「G蛋白質」「膜輸送複合体」合同若手ワークショップ
    • 発表場所
      神戸セミナーハウス
    • 年月日
      2009-01-31
  • [学会発表] 抗菌性ベプチド・マガイニン2の脂質膜中でのボア形成と膜界面のペプチド濃度との相関2009

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      科研費・特定領域研究「ソフトマター物理」第3回領域研究会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2009-01-08
  • [学会発表] Single GUV Method Reveals Interaction of Peptides/Proteins with Lipid Membranes (招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Yamazaki
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-04
  • [学会発表] Oleic Acid-Induced Growth and Shape Changes of Single DOPC-GUVs and DPPC/chol-GUVs2008

    • 著者名/発表者名
      Yuko Saga
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年次大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-04
  • [学会発表] Reversible Low pH-Induced Phase Transition between Bilayer Membrane and Bicontiuous Cubic Phase in DOPS/MO membranes2008

    • 著者名/発表者名
      Haruna Miyazawa
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年次大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-04
  • [学会発表] Interaction of cell penetrating peptide, transportan 10, with single GUVs of lipid membrane2008

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Ariyama
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年次大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] Effects of surface charge density of lipid membranes on the pore formation induced by magainin 2 : the single GUV method study2008

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Tamba
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年次大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] Water permeability of lipid membranes of GUVs and its dependence on actin cvtoskeletons inside the GUVs2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Yamazaki
    • 学会等名
      2008 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2008)
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2008-11-07
  • [学会発表] 単一GUV法を用いた生体膜の構造・機能・ダイナミクスの解析(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      生物物理学会若手の会・夏の学校、分科会
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス
    • 年月日
      2008-07-20
  • [学会発表] 単一GUV法を用いた生体膜の構造・機能・ダイナミクスの解析2008

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      生物物理学会若手の会・夏の学校
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス
    • 年月日
      2008-07-20
  • [学会発表] 単一GUV法を用いたペプチドなどの物質と生体膜の相互作用の解析2008

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      科研費・特定領域研究「バイオ操作」第6回全体会議
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-06-13
  • [学会発表] Effects of surface charge density of lipid membranes on the pore formation induced by antimicrobial peptide magainin 2 : the single GUV method study2008

    • 著者名/発表者名
      Masahito Yamazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-06-03
  • [学会発表] Low pH-induced transformation of bilayer membrane into bicontinuous cubic phase in dioleoylphosphatidylserine/monoolein membranes2008

    • 著者名/発表者名
      Haruna Miyazawa
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2008-06-03
  • [学会発表] 外来物質との相互作用や外場による生体膜のトポロジー変化のダイナミクスとメカニズム2008

    • 著者名/発表者名
      山崎昌一
    • 学会等名
      科研費・特定領域研究「ソフトマター物理」A02班・班会議
    • 発表場所
      お茶ノ水女子大学
    • 年月日
      2008-05-26
  • [備考]

    • URL

      http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~spmyama/index.html

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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