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2013 年度 実施状況報告書

ナノディスクを用いた脂質膜反応場の創成

研究課題

研究課題/領域番号 25610120
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関富山大学

研究代表者

中野 実  富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (70314226)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードナノ粒子 / 脂質 / アポリポタンパク質
研究概要

コール酸透析法により、アポリポタンパク質とリン脂質からなるディスク状複合体(ナノディスク)を調製した。調製時の温度やリン脂質とapoA-Iのモル比(25:1~100:1)、リン脂質の種類を変え、得られる粒子の大きさ(流体力学的直径)をサイズ排除クロマトグラフィーにより評価した。調製条件に依存して、流体力学直径が約9.6nm (large size)、および7.9 nm (small size)のナノディスクが得られた。リン脂質としてホスファチジルコリン(PC)のみを用いて調製すると、37℃においてはlarge sizeのナノディスクが生成したが、ホスファチジルセリン(PS)やホスファチジルエタノールアミン(PE)を含む条件ではsmall sizeのナノディスクの生成量が増加した。蛍光寿命および蛍光異方性データから、PSはsmall sizeナノディスクの鞍状構造を安定化し、一方、PEはlarge sizeナノディスクの平面構造を不安定化することが示唆され、両脂質がsmall sizeのナノディスクの形成を促進する機序が異なることが明らかになった。
次に、ナノディスクの高次構造化について検討した。アニオン性、あるいはカチオン性のリン脂質を含むナノディスクを調製し、透過型電子顕微鏡により観察したところ、両ナノディスクを等量混合した試料は、混合前の試料に比べて連銭状の構造体の割合が顕著に増加した。このことから、静電相互作用を利用してナノディスクをスタックさせることが可能であることが明らかになった。

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

当初の計画通りに評価を行うことができた。特に、ナノディスク形成における脂質組成依存性の評価においては、負の自発曲率を有するPEがsmall sizeのナノディスクの生成を促進することから、この粒子が鞍状構造をもつという我々の従来からの主張を支持する結果を得ることができた。また、静電相互作用を利用したナノディスクの高次構造形成を確認することができた。

今後の研究の推進方策

当初の予定に沿って実施する。すなわち、ナノディスクに蛍光脂質を導入し、ナノディスクの集積に伴い蛍光の励起エネルギー移動を生じさせるシステムを構築することで、集積・離散化をリアルタイムに捉える手法について検討を行う。

次年度の研究費の使用計画

ほぼ当初の予定通り使用したが、物品によっては予定よりも購入価格を抑えることができたため。
増税分を考慮し、当初の計画通り使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Phospholipid Composition on Discoidal HDL Formation.2013

    • 著者名/発表者名
      M. Miyazaki, Y. Tajima, Y. Ishihama, T. Handa, M. Nakano
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1828 ページ: 1340-1346

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.bbamem.2013.01.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Phospholipid Flip-Flop by Transmembrane Peptides.2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kaihara, H. Nakao, H. Yokoyama, H. Endo, Y. Ishihama, T. Handa, M.Nakano
    • 雑誌名

      Chem. Phys.

      巻: 419 ページ: 78-83

    • DOI

      dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2012.12.041

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノディスク自己複製系の構築2014

    • 著者名/発表者名
      池田恵介,中野実
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] カリウムチャネルKcsAのpH依存的なリン脂質flip-flop誘起能2014

    • 著者名/発表者名
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] リン脂質輸送タンパク質Sec14のホスファチジルイノシトール依存的な会合挙動の評価2014

    • 著者名/発表者名
      杉浦太一,高橋知里,池田恵介,中野実
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20140328-20140330
  • [学会発表] Phospholipid Transfer Dynamics Studied by Time-Resolved Small-Angle Neutron Scattering2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      Third International Workshop SKIN2014
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      20140324-20140327
    • 招待講演
  • [学会発表] カリウムチャネルKcsAのリン脂質フリップフロップ誘起能におけるN末ヘリックスの効果2013

    • 著者名/発表者名
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • 学会等名
      第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131121-20131122
  • [学会発表] プロテオリポソームを用いたリン脂質フリップフロップの評価2013

    • 著者名/発表者名
      中尾裕之,若林真樹,池田恵介,石濱泰,岩本真幸,清水啓史,老木成稔,中野実
    • 学会等名
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] 膜曲率に依存したリポソーム間リン脂質交換2013

    • 著者名/発表者名
      中野実
    • 学会等名
      第64回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] 脂質ナノディスクの構造とダイナミクスの評価2013

    • 著者名/発表者名
      中野実
    • 学会等名
      ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20130614-20130615
  • [学会発表] Functional evaluation of a phospholipid transfer protein by Neutron Scattering2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      Protein Dynamics and Function Workshop
    • 発表場所
      Durham, UK
    • 年月日
      20130415-20130417
    • 招待講演
  • [図書] 揺らぎ・ダイナミクスと生体機能 ―物理化学的視点から見た生体分子― 第14章 生体膜2013

    • 著者名/発表者名
      岡村恵美子,中野実
    • 総ページ数
      pp212-230
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      www.pha.u-toyama.ac.jp/biointerface/index-j.html

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公開日: 2015-05-28  

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