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2014 年度 実施状況報告書

膜タンパク質挿入活性をもつ新規糖脂質の脂質膜上での局在と膜に及ぼす作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25620137
研究機関公益財団法人サントリー生命科学財団

研究代表者

島本 啓子  公益財団法人サントリー生命科学財団, その他部局等, その他 (70235638)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード糖脂質 / 膜挿入 / 膜タンパク質 / リポソーム / 生体膜 / 固体NMR
研究実績の概要

これまでに、大腸菌由来リン脂質だけから調製したリポソームでは、疎水性ペプチドは自発的に膜挿入するが、生理的濃度のジアシルグリセロールが存在すると、自発的膜挿入が阻害されることが知られていた。ここに我々が同定した膜挿入因子MPIaseを加えると、濃度依存的に膜挿入が復活する。まず、31P-固体NMRで膜の相状態を確認したところ、DAGやMPIaseを加えても相状態には変化が無いことが分かった。次に、膜脂質(ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルグリセロール(PG)、DAG)の脂質部を重水素標識したものを合成し、重水素固体NMRを測定した。リポソームの重水素固体NMRは、Pake-Doubletと呼ばれる形状を示し、脂質部の運動性が大きくなるほど、その四極子分裂幅は小さな値を示すことが知られている。各々の膜脂質の四極子分裂幅を測定したところ、DAGを加えると運動性が低下し、MPIaseを加えることでその値が元に戻ることが分かった。変化の値としては小さいものであったが、温度変化に換算すると数度の差に相当することから、生体にとっては意味のある変化ではないかと考えている。また、PEとPGで挙動が少し異なっており、MPIaseとの相互作用に差がある可能性があるが、これについては更なる解析が必要である。最後に31PのT1測定により脂質リン酸部の運動性について調べた。DAGを加えてもほぼ変化が無かったが、MPIaseの添加により著しく運動性が上がることが分かった。MPIaseが脂質部やリン酸部の運動性に影響を与える原因が、頭部の大きさによるものであるか、ピロリン酸や糖鎖部の負電荷によるものであるか、今後モデル化合物を合成することで検証したい。

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

MPIaseが膜の相状態や運動性に与える影響を観測することができた。

今後の研究の推進方策

MPIaseが膜の運動性に影響を与える要因が、頭部の大きさによるものであるか、ピロリン脂質や糖鎖部の負電荷によるものであるかを明確にするため、部分構造を合成し、モデル化合物による影響を調べることで解析する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] タンパク質ではない酵素?2014

    • 著者名/発表者名
      島本啓子、西山賢一
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 115-122

  • [雑誌論文] Glycolipozyme membrane protein integrase (MPIase): recent data2014

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Nishiyama, Keiko Shimamoto
    • 雑誌名

      BioMolecular Concepts

      巻: 5 ページ: 429-438

    • DOI

      10.1515/bmc-2014-0030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] NMR測定による糖脂質MPIaseの膜タンパク質膜挿入活性発現機構解析2015

    • 著者名/発表者名
      山口敏幸、西山賢一、島本啓子
    • 学会等名
      日本化学会 第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 膜タンパク質膜挿入の鍵を握る糖脂質2015

    • 著者名/発表者名
      島本啓子
    • 学会等名
      有機合成化学協会関西支部セミナー
    • 発表場所
      大阪科技センター
    • 年月日
      2015-02-03 – 2015-02-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜タンパク質膜挿入の鍵を握る糖脂質2015

    • 著者名/発表者名
      島本啓子
    • 学会等名
      筑波大学 天然物化学特別セミナー
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2015-01-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜タンパク質膜挿入の鍵を握る糖脂質2014

    • 著者名/発表者名
      島本啓子
    • 学会等名
      農芸化学会中部支部例会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-10-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜タンパク質膜挿入活性を示すグライコリポザイムの作用機構解析2014

    • 著者名/発表者名
      山口敏幸、西山賢一、前田将秀、永瀬良平、楠本正一、島本啓子
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 膜タンパク質膜挿入活性を示すグライコリポザイムの作用機構解析2014

    • 著者名/発表者名
      山口敏幸、西山賢一、前田将秀、永瀬良平、楠本正一、島本啓子
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9回年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13

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公開日: 2016-05-27  

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