細胞外基質と接する脂質二分子膜の界面構造と機能性発現との関係解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23350058
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能物質化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 叶 深 北海道大学, 触媒化学研究センター, 准教授 (40250419)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 界面分子構造 / 細胞膜 / 細胞外基質(ECM) / 生体適合性材料 / 和周波発生(SFG) / ポリロタキサン / 高分子電解質 / タンパク質分子

研究概要

細胞膜の表面には細胞外基質(ECM)と呼ばれる物質に覆われており，細胞膜表面の局所環境を制御し，細胞膜の機能性発現に大きな影響を及ぼすとされているが，その構造と機能性との関係について不明な点がまだ多くある．本研究は，ECMの機能性発現を界面分子構造の観点から理解するために，シクロデキストリンを含むポリロタキサン超分子や高分子電解質，カチオン性表面活性剤分子など，ECMの機能性をもつとされる生体適合性材料の界面分子構造について，和周波発生振動分光法や原子間力顕微鏡などの表面科学的手法により，分子レベルで解析し，その機能性発現の機構理解と制御を試みた．

研究成果

• [雑誌論文] The Structure of Lipid Bilayers Adsorbed on Activated Carboxy Terminated Monolayers Investigated by Sum Frequency Generation Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Casford, M.; Ge, A.; Kett, P.; Ye, S. ; Davies, P.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 118 ページ: 3335-3345
  • 査読あり
• [雑誌論文] The redox reaction of hydrogen peroxide at an Au(100) electrode. Electrochem (2014)
  • 著者名/発表者名: Zheng, Y.; Mei D.; Chen Y.X.; Ye, S.
  • 雑誌名: Commun 巻: 39 ページ: 19-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and IR spectroscopic study of the self- assembled monolayer of a cyano-bridged dimeric Ru3 complex on gold surface (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhang, H.; Sasaki, Y.; Abe, M.; Zhang, Y.; Ye, S. ; Osawa, M.; Uosaki, K
  • 雑誌名: J. Electroanal. Chem ページ: 714-715, 51-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Properties of the Cyano Complex of Oxo-Centered Ru3 Core Ru 3(μ3-O)(μCH3COO) 6(py) 2(CN) (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang, H.; Sasaki, Y.; Zhang, Y.; Ye, S. ; Osawa, M.; Abe, M.; Uosaki, K
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 53 ページ: 1288-1294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Functional Group on the Monolayer Structures of Biodegradable Quaternary Ammonium Surfactants (2013)
  • 著者名/発表者名: Ge, A.; Peng, Q.; Wu, H.; Liu, H.; Tong, Y.; Nishida, T.; Yoshida, N.; Suzuki, K.; Sakai, T.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 14411-14420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Stability Studies of Mixed Monolayers of Saturated and Unsaturated Phospholipids under Low-level Ozone (2013)
  • 著者名/発表者名: Qiao, L.; Ge, A.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 15 ページ: 17775-17785
  • 査読あり
• [雑誌論文] ProtonCoupled Electron Transfer and Lewis Acid Recognition at Self-Assembled Monolayers of an Oxo-Bridged Ru2(III) Complex Functionalized with Two Disulfide Anchors (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang, H.; Abe, M.; Zhang, Y.; Li, G.; Ye, S. ; Osawa, M.; Sasaki, Y.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 10110-10119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preferential Adsorption of Solvents on Cathode Surface of Li-ion Batteries (2013)
  • 著者名/発表者名: Yu, L.; Liu, H.; Wang, Y.; Kuwata, N.; Osawa, M.; Kawamura, J.; Ye, S.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 5753-5756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Lateral Interaction in Mixed Monolayers of Dioctadecyldimethyl Ammonium Chloride (DOAC) and Stearyl Alcohol (2013)
  • 著者名/発表者名: Ge, A.; Wu, H.; Darwish, T.; James, M.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 5407-5417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Adsorption Structures of Zn-Porphyrin on TiO2 in Dye-Sensitized Solar Cells Studied by Sum Frequency Generation Vibrational Spectroscopy and Ultrafast Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Ye, S. ; Kathiravan, A.; Hayashi, H.; Tong, Y.; Infahsaeng, Y.; Chabera, P.; Pascher, T.; Yartsev, A.; Isoda, S.; Imahori, H.; Sundström, V
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 117 ページ: 6066-6080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme-Catalyzed Hydrolysis of the Phospholipid Bilayers Studied by Atomic Force Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, H.; Yu, L.; Tong, Y.; Ge, A.; Yau, Y.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA)- Biomembranes 巻: 1828 ページ: 642-651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Hydrophobic Metal Oxide Films. Journal of the Society of Inorganic Materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, N.; Yokonishi, R. ; Imai, T.; Nakamura, Y.; Kadokura, R.; Tong, Y.; Ye, S.; Watanabe, T.; Okura, T
  • 雑誌名: Japan 巻: 20 ページ: 275-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrode Reaction Induced pH change at the Pt Electrode /Electrolyte Interface and its Impact on Electrode Processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Liao, L.; Li, M.; Kang, J.; Chen, D.; Chen, Y.X.; Ye, S
  • 雑誌名: J. Electroanal. Chem. 巻: 688 ページ: 207-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] J. J. Probing the Effect of the Solution Environment around Redox-Active Moieties Using Rigid Anthraquinone Terminated Molecular Rulers (2012)
  • 著者名/発表者名: Darwish, N.; Eggers, P. K.; Ciampi, S.; Tong, Y.; Ye, S. ; Paddon-Row, M. N.; Gooding
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 134 ページ: 18401-18409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterizing the Photoinduced Switching Process of Nitrospiropyran Self-Assembled Monolayer Using In Situ Sum Frequency Generation Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Darwish, T.; Tong, Y.; James, M.; Hanley, T.; Peng, Q.; Ye, S.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 ページ: 13852-13860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Adsorbed Molecular Layer on Fused Quartz Surface Determined Sequentially in Sodium Stearate Solution, Dry Ar, Pure Water, and Dry Ar by Sum Frequency Generation Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang, Y.; Noguchi, N.; Ye, S. ; Uosaki, K
  • 雑誌名: Surf. Sci 巻: 602 ページ: 92-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electro-active Self-assemble Monolayers of Unique Geometric Structures using Rigid Norbornylogous Bridges (2012)
  • 著者名/発表者名: Darwish, N.; Eggers, P.; Silva, P.; Zhang, Y.; Tong, Y.; Ye, S. ; Gooding, J.; Paddon-Row, M. N.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 18 ページ: 283-292
  • 査読あり
• [学会発表] Enzyme Catalyzed Hydrolysis of the Supported Lipid Bilayers (2014)
  • 著者名/発表者名: 叶深
  • 学会等名: The 3rd International Conference on the MEXT Project of Integrated Research on Chemical Synthesis"Synergy of Theory and Molecular Transformation"
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20140110-11
• [学会発表] 気液界面における脂質単分子膜の構造及びその安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喬琳, 葛愛民, 大澤雅俊, 叶深
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130927-28
• [学会発表] 固体表面における有機薄膜の界面分子構造ー和周波発生(SFG)振動分光法による検討ー (2013)
  • 著者名/発表者名: 葛愛民, 喬琳, 彭奇齢, 大澤雅俊, 叶深
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130927-28
• [学会発表] 低濃度オゾン中における脂質単分子膜の構造と安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喬琳, 葛愛民, 大澤雅俊, 叶深
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130924-27
• [学会発表] Phospholipase A2 (PLA2) Enzyme Catalyzed Hydrolysis of the Supported Lipid Bilayers Probed by SFG and AFM, Japanese-German Workshop (2013)
  • 著者名/発表者名: Ye.S.
  • 学会等名: Structure and Control of Interfaces
  • 発表場所: ベルリン
  • 年月日: 20130108-10
• [学会発表] 非線形振動分光法による界面構造研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 叶深
  • 学会等名: 東北大学・理学研究科・化学専攻セミナー
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-11
• [学会発表] Enzyme Catalyzed Hydrolysis of the Supported Lipid Bilayers Probed by Sum Frequency Generation (SFG) and Atomic Force Microscopy (AFM) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: CRC International Symposium on New Challenges on the Bio-interface
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Phase Transition Behaviors of the Supported Phospholipid Bilayers Studied by SFG and AFM (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, H.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 学会等名: CRC International Symposium on New Challenges on the Bio-interface
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Molecular Structure in Langmuir-Blodgett Multilayer of Fatty Acid probed by SFG (2013)
  • 著者名/発表者名: Peng, Q.; Osawa, M; Ye,S.
  • 学会等名: CRC International Symposium on New Challenges on the Bio-interface
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Structure and Stability Studies of Mixed Monolayers of Saturated and Unsaturated Phospholipids (2013)
  • 著者名/発表者名: Qiao, L.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 学会等名: CRC International Symposium on New Challenges on the Bio-interface
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Salt Effect on Surface Structure of Polyelectrolyte Multilayers Investigated by Sum Frequency Generation (SFG) Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Ge, A.; Kadowaki, K.; Matsusaki, M.; Osawa,M. ; Akashi, M.; Ye,S.
  • 学会等名: CRC International Symposium on New Challenges on the Bio-interface
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Structural Studies of Polyelectrolyte Multilayers (PEMs) by Sum Frequency Generation (SFG) Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ge, A.; Kadowaki, K.; Matsusaki, M.; Osawa,M. ; Akashi, M.; Ye,S.
  • 学会等名: The Third Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: Xiamen
  • 年月日: 20121128-1201
• [学会発表] Enzyme-catalyzed Hydrolysis of Supported Lipid Bilayer Investigated by AFM (2012)
  • 著者名/発表者名: Wu, H.; Ye, S.
  • 学会等名: 3rd Kanazawa BioAFM Workshop
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] Molecular Study on the Lipid Membrane Surface Probed by SFG (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye,S
  • 学会等名: Vibrations at Surfaces 14
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] SFG Study on Mixed Monolayers of Saturated and Unsaturated Phospholipids (2012)
  • 著者名/発表者名: Qiao, L.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 学会等名: Vibrations at Surfaces 14
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Interfacial Structures of Polyelectrolyte Multilayers (2012)
  • 著者名/発表者名: Ge, A.; Kadowaki, K.; Matsusaki, M.; Osawa, M.; Akashi, M.; Ye,S.
  • 学会等名: Vibrations at Surfaces 14
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Enzyme Reaction on Phospholipid Bilayers Probed by Sum Frequency Generation (SFG) and Atomic Force Microscope (AFM) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: CRC-FHI Joint Meeting"Complex Surfaces in Material Science"
  • 発表場所: ベルリン
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Solvent Adsorption on the LiCoO2 Electrode Surface Probed by Nonlinear Vibrational Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: Spectroelectrochemistry
  • 発表場所: Dresden
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] in situ AFM and SFG Studies on the Hydrolysis Reaction of Supported Lipid Bilayer Catalyzed by Phospholipase A2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: 244th ACS, "Structure, Dynamics, and Reactivity at Charged Interfaces" Symposium
  • 発表場所: Philadelphia
  • 年月日: 2012-08-22
• [学会発表] Hydrolysis of Lipid Bilayer Catalyzed by PLA2 Enzyme - in situ SFG and AFM Studies- (2012)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: IACIS 2012
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] 和周波発生分光法による四級アンモニウム塩表面活性剤単分子膜の構造研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 叶深
  • 学会等名: 第5回SFG研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2012-03-11
• [学会発表] 和周波発生(SFG) 分光法による界面水構造の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 叶深
  • 学会等名: CRESTシンポジウム「水と界面」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-25
• [学会発表] Enzyme Reaction on the Phospholipid Bilayer Surface Evaluated by in situ SFG and AFM Observations (2011)
  • 著者名/発表者名: Wu, H.; Tong, Y.; Yu, L.; Ge, A.; Osawa, M.; Ye, S.
  • 学会等名: The Third Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: Xiamen
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] 和周波発生(SFG)分光法による有機薄膜界面の分子構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 叶深
  • 学会等名: 日本物理学会北陸支部特別講演会
  • 発表場所: 北陸先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] 脂質二分子膜の加水分解反応に伴う界面構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 叶深,呉恒良,葛愛民,大澤雅俊
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] In situ Structural Study on the Hydrolysis Reaction of Lipid Bilayer Catalyzed by Phospholipase A2 (PLA2) Enzyme (2011)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: 13th ISEAC
  • 発表場所: Changchun, China
  • 年月日: 2011-08-22
• [学会発表] Enzyme-catalyzed Hydrolysis Process of Lipid Bilayer Probed SFG and AFM (2011)
  • 著者名/発表者名: Ye, S.
  • 学会等名: The Third Joint Symposium CRC & PCOSS
  • 発表場所: アモイ大学
  • 年月日: 2011-04-11
• [備考]
  • URL: http://www.cat.hokudai.ac.jp/osawa/member/ye