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2013 年度 実績報告書

細菌細胞膜における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能解析と応用

研究課題

研究課題/領域番号 24380047
研究機関京都大学

研究代表者

栗原 達夫  京都大学, 化学研究所, 教授 (70243087)

研究分担者 川本 純  京都大学, 化学研究所, 助教(Research Associate) (90511238)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード細胞膜 / 脂質 / タンパク質 / 高度不飽和脂肪酸 / エイコサペンタエン酸 / リン脂質
研究概要

(1) 高度不飽和脂肪酸の一種であるエイコサペンタエン酸 (EPA) を含有するリン脂質を細胞膜成分として含む細菌 Shewanella livingstonensis Ac10 において、EPA 含有リン脂質が膜タンパク質のコンフォメーションにおよぼす影響を解析した。その結果、本菌の主要外膜タンパク質である Omp74 のコンフォメーションが、野生株と EPA 欠損株で異なり、本タンパク質のペプチドグリカン結合部位のプロテアーゼ感受性が、EPA の有無により異なることが見いだされた。
(2) EPA の細胞内での挙動を解析するツールとして、EPA のω末端にエチニル基(炭素-炭素三重結合をもつ官能基)を導入したプローブ分子 eEPA を有機化学的手法により合成した。エチニル基は特徴的なラマンシグナルを持つため、eEPA をラマン顕微鏡で可視化できることが期待される。また、エチニル基はアジド基をもつ化合物と特異的に結合させることが可能であるため、そして、エチニル基やアジド基は一般に生体分子には含まれないため、eEPA を含む生体分子(eEPA で修飾されたタンパク質や脂質など)をアジド基を含む蛍光試薬によって特異的に検出したり、アジドビオチンと結合させたあとでアフィニティー精製することが可能になるものと期待される。
(3) ω末端にエチニル基を導入したオレイン酸アナログ eOLA を有機化学的手法によって合成し、これをリン脂質分子に導入した。得られた eOLA 含有リン脂質を種々の濃度で含むリポソームを調製し、ラマン顕微鏡観察に供した結果、10 mol% 以上の eOLA 含有リン脂質を含むリポソームがエチニル基特有のラマンシグナルによって可視化できることが示された。同様の手法で eEPA 含有リン脂質の可視化も可能になることが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

EPA 含有リン脂質と主要外膜タンパク質 Omp74 の相互作用解析に関しては大きな進展が見られ、また、EPA 含有リン脂質の細胞内挙動解析に有用なプローブ作製に関しては、期待以上の収率や収量で目的物を得ることができた。一方、EPA 含有リン脂質と細胞分裂関連タンパク質の相互作用解析に関しては、EPA 含有リン脂質によってどのような構造変化がタンパク質にもたらされるのか、という点について十分な情報が得られていないのが現状である。以上の状況から、「おおむね順調に進展している」と評価することが妥当と考えられる。

今後の研究の推進方策

EPA 含有リン脂質と細胞分裂関連タンパク質の相互作用解析を重点的に行い、EPA 含有リン脂質によってもたらされるタンパク質の構造変化の詳細を明らかにすることを目指す。また、作製したプローブ分子 (eEPA) を用いた EPA の細胞内挙動解析、特に局在性解析やタンパク質の修飾剤としての機能解析に取り組む。

次年度の研究費の使用計画

当初計画していた研究のうち、EPA 含有リン脂質と細胞分裂関連タンパク質の相互作用解析について、培養条件の検討や膜画分調製法の検討に予想以上の時間を要したため、一部の実験を次年度に行うこととした。そのため、次年度使用額が生じた。
EPA 含有リン脂質と細胞分裂関連タンパク質の相互作用解析に必要なタンパク質解析用試薬や遺伝子工学用試薬などの消耗品の購入に使用する計画である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 化学的アプローチによる高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の生理機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫、川本純
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 134 ページ: 507-513

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 長鎖多価不飽和脂肪酸エイコサペンタエン酸の生理機能2014

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫、川本純
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 248 ページ: 1221-1227

  • [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 における細胞分裂タンパク質と エイコサペンタエン酸の相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩野友里子、永久由利絵、川本純、江崎信芳、栗原達夫
    • 学会等名
      極限環境生物学会2013年度(第14回)年会
    • 発表場所
      川崎市
    • 年月日
      20131026-20131027
  • [学会発表] Roles of eicosapentaenoic acid-containing phospholipids in bacterial cell membrane2013

    • 著者名/発表者名
      Kurihara T, Kawamoto J
    • 学会等名
      EMBO|EMBL Symposium New Approaches and Concepts in Microbiology
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      20131014-20131016
  • [学会発表] 細菌の細胞分裂と膜タンパク質生合成における高度不飽和脂肪酸含有リン脂質の機能

    • 著者名/発表者名
      栗原達夫、川本純
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 招待講演
  • [学会発表] エイコサペンタエン酸含有リン脂質による細菌膜タンパク質の構造変化

    • 著者名/発表者名
      川本純、水谷彩乃、栗原達夫
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜市
  • [学会発表] ω-エチニル型エイコサペンタエン酸の合成法の確立

    • 著者名/発表者名
      徳永智久、渡辺文太、川本純、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      川崎市
  • [学会発表] エイコサペンタエン酸による低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の細胞分裂タンパク質の制御

    • 著者名/発表者名
      岩野友里子、永久由利絵、川本純、江崎信芳、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      川崎市
  • [学会発表] 低温菌 Shewanella livingstonensis Ac10 の低温誘導性外膜タンパク質の機能解析

    • 著者名/発表者名
      浅井梓、杉浦美和、水谷彩乃、川本純、江崎信芳、栗原達夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      川崎市

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公開日: 2015-05-28  

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