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2020 年度 実績報告書

分子夾雑下における生体分子検出法の構築

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 20H04692
研究機関群馬大学

研究代表者

神谷 厚輝  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70612315)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード膜タンパク質 / 人工細胞膜 / ナノポアタンパク質 / パッチクランプ法
研究実績の概要

今年度は、βバレルから形成されるナノポアタンパク質のポアを通過するイオンや小分子(蛍光分子)をナノポアタンパク質を改変させることで制御を行った。網羅的に改変をおこないナノポアタンパク質のポアを通過するイオンや小分子の差異を検討した。下記の実験方法を用い、イオンと小分子の透過を観察した。ナノポア内を通過イオンは、人工細胞膜のパッチクランプで行った。蛍光分子については、ナノサイズのリポソームに高濃度の蛍光色素を封入する。その状態では、蛍光色素は消光している。ナノポアがリポソームに再構成され、ナノポアを介して蛍光分子がリポソームの中から外へ輸送されると蛍光色素が蛍光を発する。ある部位を欠損させるとナノポアタンパク質のイオンの通過が減少した。これは、ポア内のアミノ酸残基の電荷が影響することが示唆された。また、改変体においても蛍光分子の透過が観察された。また、改変体のナノポアタンパク質が構造を保持しているかを、円二色性分散計を用いて確認をしている。

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

βバレルから構成されるナノポアタンパク質を改変することで、ナノポアタンパク質内を通過するイオンや蛍光分子の量が変化した。ポアの構造に影響を及ぼす部位についての理解が進んだ。この結果を国内外の学会で発表した。

今後の研究の推進方策

次年度は、ナノポアタンパク質の改変により、精密なポアサイズの制御を試みる。様々なサイズのナノポアタンパク質が作製出来れば、分子夾雑下における目的の生体分子検出を試みる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Control of outer membrane phospholipase A (OmpLA) functions on an artificial lipid bilayer membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Seren Ohnishi, Koki Kamiya
    • 学会等名
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] INVESTIGATION OF SUBSTANCE PERMEABILITY OF MUTANT BETA-BARREL NANOPORE-FORMING PROTEIN2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Tosaka, Koki Kamiya
    • 学会等名
      65th Biophysical Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] βバレルナノポア形成タンパク質のβストランド数変化によるポアサイズ変換の検討2021

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      日本化学会 第101春季年会
  • [学会発表] 平面二重膜の組成の違いによるOmpGの膜への挿入の違いについて2020

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会 年会
  • [学会発表] Outer membrane phospholipaseA (OmpLA)を用いた細胞モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会 年会
  • [学会発表] 2つの機能をもつ人工細胞モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      大西瀬蓮、神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
  • [学会発表] 複雑な生命現象の理解に向けた高次な人工細胞膜の創成2020

    • 著者名/発表者名
      神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
    • 招待講演
  • [学会発表] 変異型ナノポア形成タンパク質のナノポア形成の検討2020

    • 著者名/発表者名
      登坂俊行、神谷厚輝
    • 学会等名
      細胞を創る研究会13.0
  • [備考] 群馬大学 大学院理工学府 分子科学部門 神谷研究室

    • URL

      http://kamiya.chem-bio.st.gunma-u.ac.jp/index2.html

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公開日: 2021-12-27  

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