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2011 年度 実績報告書

熱力学的手法による生体膜モデル系における揺らぎの検出

公募研究

研究領域揺らぎが機能を決める生命分子の科学
研究課題/領域番号 23107704
研究機関筑波大学

研究代表者

山村 泰久  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80303337)

キーワード揺らぎ / 脂質二分子膜 / 熱容量 / アルキル鎖 / 生体膜モデル系
研究概要

脂質二分子膜を基本とする生体膜は,その様々な機能の発現に揺らぎが関与する典型的な生体分子系であり,この脂質二分子膜における揺らぎの検出と解明は重要な研究課題である.生体膜を構成する脂質は一般に長いアルキル鎖を1本ないし2本持ち,脂質二分子膜中ではこのアルキル鎖のコンフォメーションは常温程度の熱エネルギーで十分乱れている.このコンフォメーションの揺らぎにより,二分子膜の動的な変化や柔軟性,膜中への脂溶性等が維持され,生体膜として機能している.本研究では,脂質二分子膜の揺らぎに大きな影響を与える脂質のアルキル鎖に着目し,脂質二分子膜の構造が穏やかに崩壊する過程を利用し,揺らぎの情報の抽出を試みることが研究目的である.最終的には,脂質二分子膜に他の分子を導入することによる摂動を加え,より現実に近い生体膜モデル系における揺らぎ・ダイナミクスの情報を熱力学的な測定手法を用いて行うことを目的としている.脂質二分子膜のモデル化合物としてラメラ相を示す脂質二分子膜における脂質の分子構造とアルキル鎖のダイナミクスとの関係を明らかにし,またラメラ相の揺らぎが分子構造により違いが出ることを明らかにし,論文にまとめた.これを基にして,異分子摂動の影響を見るために用いる系の検討を進めた.また,アルキル鎖のダイナミクスに関して知見を得るために,液晶相におけるメソゲンのアルキル鎖のダイナミクスに関しての検討を行い,脂質二分子膜や液晶相などの柔らかい相におけるアルキル鎖のダイナミクスの重要性について検討を進めた.

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

震災の影響で測定に用いる予定の装置に被害が出たために当初の研究計画に大きな支障が出たが,基本となる系に関する考察を進め,研究全体としては進展している.

今後の研究の推進方策

研究計画を遂行するために,さらに研究対象の測定およびデータの解釈を進める.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effect of Cis and Trans Double Bonds on Conformational Disordering of Hydrocarbon-Chain of Lipid, Unsaturated Monoacylglycerols in Lamellar Phase of Binary System with Water2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa YAMAMURA, Kazuya SAITO
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 115 ページ: 12327-12335

    • DOI

      doi:10.1021/jp205881f

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamics of Flexible Alkyl-chain in Lyotropic and Thermotropic Liquid Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Yamamura, Takuya Adachi, Shigenori Nagatomo, Kazuya Saito
    • 学会等名
      2nd CCFM International Symposium on Center for Creation of Functional Materials-Coordination Chemistry at the Front
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市)
    • 年月日
      2012-02-09
  • [学会発表] Role of Fe-His Bond and Fluctuations of Helices in Functional Regulation of Human Adult Hemoglobin2012

    • 著者名/発表者名
      Shigenori Nagatomo, Yasuhisa Yamamura, Kazuya Saito
    • 学会等名
      5th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      東大寺文化総合センター(奈良市)
    • 年月日
      2012-01-08
  • [学会発表] Calorimetric Study on Dynamics of Flexible Alkyl-Chain in Lyotropic and Thermiotropic Liquid Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Yamamura, Takuya Adachi, Shigenori Nagatomo, Kazuya Saito
    • 学会等名
      5th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
    • 発表場所
      東大寺文化総合センター(奈良市)
    • 年月日
      2012-01-07
  • [学会発表] 4'-alkyl-4-isothiocyanatobiphenyl (nTCB)の層状中間相における分子内ダイナミクスの熱力学的研究2011

    • 著者名/発表者名
      宮澤崇仁, 安達卓也, 山村泰久, 長友重紀, M.Massalska-Arodz, S.Urban, 齋藤一弥
    • 学会等名
      第47回熱測定討論会
    • 発表場所
      桐生市市民文化会館(桐生市)
    • 年月日
      2011-10-23
  • [学会発表] Restricted Dynamics of Hydrocarbon Chain in Lamellar Phase of Lipid-Water Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuya SAITO, Yasuhisa YAMAMURA
    • 学会等名
      25th European Symposium on Applied Thermodynamics (ESAT-25)
    • 発表場所
      St.Petersburg University, St.Petersburg, Russia(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-27

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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