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2010 年度 実績報告書

膜の熱揺らぎとドラッグデリバリーに関する動的多核NMR解析

研究課題

研究課題/領域番号 20550027
研究機関姫路獨協大学

研究代表者

岡村 恵美子  姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (00160705)

研究分担者 吉井 範行  姫路獨協大学, 薬学部, 准教授 (70371599)
キーワード熱揺らぎ / 脂質二分子膜 / ドラッグデリバリー / パルス磁場勾配 NMR / 拡散 / 生物物理 / 表面・界面物性 / 動態
研究概要

本年度は、まず、「熱揺らぎに基づく膜のなかの脂質分子の拡散」をNMRで解析した。リン脂質を構成成分とする1枚膜リポソーム(直径800nm)において、脂質分子の拡散をパルス磁場勾配(PFG)^1H NMR法により観測した。脂質がリポソーム表面を拡散するとき、短時間では、リポソーム自体の並進・回転に比べて、脂質分子の側方拡散による変位が支配的になる。リポソームのサイズが脂質分子に比べて大きいことによる。一方、十分長い時間が経過した後は、リポソームの並進拡散による変位が支配的になる。このように、見かけの拡散係数が時間に依存することを利用して、実測した拡散係数からリポソームの並進拡散係数と回転拡散係数を分離し、脂質の真の側方拡散係数を求めた。その結果、脂質の真の側方拡散係数は、リポソームの並進・回転の拡散係数の数十倍となり、脂質分子がリポソーム表面で非常に速く拡散運動する様子が明らかとなった。本方法は、今後、コレステロールや膜タンパク質など膜中の様々な分子の真の側方拡散を議論するうえで有効であると考えられる。
また、「ドラッグデリバリーの研究」では、前年度までに行った親水性の薬物に引き続き、新たに、水への溶解性が低い内分泌撹乱物質ビスフェノールAのフッ素化物FBPA,(CF_3)_2C(C_6H_4OH)_2について^<19>F NMRによる解析を行った。揺らぎによる「FBPAの膜への結合量」、「膜内の拡散運動」、「膜への結合と解離のキネティクス」を明らかにした。多核NMRを用いて、通常の一次元測定とPFG NMR測定を使い分けることにより、さまざまな速さで膜に結合・解離する薬物の運動をin situで定量化することが可能となった。今後、種々の生理活性ペプチドの膜へのデリバリーや膜タンパク質の動態のin situ解析など、興味深い系への適用が期待される。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 特集「膜の揺らぎと機能への展開:研究の最前線」を企画して2011

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 雑誌名

      膜

      巻: 36巻 ページ: 1

  • [雑誌論文] ソフトな脂質膜の揺らぎと薬物透過についてのNMR研究2011

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 雑誌名

      膜

      巻: 36巻 ページ: 9-15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NMRによる脂質膜中の薬物の「運動」の解析2011

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 第11巻 ページ: 213-220

  • [雑誌論文] Binding of Hydrophobic Fluorinated Bisphenol A to Large Unilamellar Vesicles of Egg Phosphatidylcholine2011

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Yoshii, Emiko Okamura
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 115 ページ: 11074-11080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics of binding and diffusivity of leucine-enkephalin in large unilamellar vesicle by pulsed-field-gradient ^1H NMR in situ2011

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Yoshii, Tomomi Emoto, Emiko Okamura
    • 雑誌名

      Biophysics

      巻: 7 ページ: 105-111

    • 査読あり
  • [学会発表] Lateral Diffusion of Phospholipid Molecules Separated from the Rotational and the Translational Diffusion of a Fluid Bilayer Vesicle2010

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Yoshii, Emiko Okamura
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      Piaza Omi, Shiga, Japan
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] 高分解能NMRによる水中のベシクルへの薬物の結合・解離と拡散過程の解析:低分子からペプチドまで2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子、吉井範行
    • 学会等名
      第32回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山)
    • 年月日
      2010-11-29
  • [学会発表] ベシクル上の脂質分子の側方拡散係数2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      第24回分子シミュレーション討論会
    • 発表場所
      福井県民ホール(福井)
    • 年月日
      2010-11-24
  • [学会発表] ソフトな脂質膜の揺らぎと薬物透過についてのNMR研究2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      膜シンポジウム2010
    • 発表場所
      京都大学薬学部記念講堂(京都)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] 水中の脂質二分子膜の構造・ダイナミクスと薬物輸送の溶液NMR研究2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      第33回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-17
  • [学会発表] 球状ベシクル上の脂質分子の側方拡散係数2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      第33回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都)
    • 年月日
      2010-11-16
  • [学会発表] Kinetics of Membrane Binding, Diffusivity, and Permeability of Small-Sized Drugs and Peptides by NMR in Situ2010

    • 著者名/発表者名
      E. Okamura、N. Yoshii
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscopic Colloid and Surface Science
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba, Japan
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] 磁場勾配NMRによる膜のなかの分子拡散と膜への結合・解離の速度論2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      文科省科研費補助金特定領域研究「分子高次系機能解明のための分子科学-先端計測法の開拓による素過程的理解」第9回ミニ公開シンポジウム「イオンチャネルKcsAの機能制御と構造変化の関係を解明する計測法」
    • 発表場所
      佐木セミナーセンター(広島)
    • 年月日
      2010-08-30
  • [学会発表] ドラッグデリバリーの動的NMR解析2010

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子
    • 学会等名
      徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部製剤設計薬学分野セミナー
    • 発表場所
      徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス研究部(徳島)(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-21
  • [学会発表] 脂質膜やミセルへのモデル薬物のデリバリーに関するNMR解析とコンピュータシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行
    • 学会等名
      日本膜学会第32年会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)(研究奨励賞受賞招待講演)
    • 年月日
      2010-05-14
  • [学会発表] 脂質ベシクルに運動が制限された分子の拡散挙動についてのモンテカルロ計算2010

    • 著者名/発表者名
      吉井範行、岡村恵美子
    • 学会等名
      日本膜学会第32年会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京)
    • 年月日
      2010-05-13
  • [備考]

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/ph/

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公開日: 2013-06-26  

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