脂質ラフトにおける脂質分子の動的秩序解析

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
• 研究課題/領域番号: 26102527
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松森 信明 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50314357)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 脂質ラフト / スフィンゴミエリン / 蛍光

研究実績の概要

脂質ラフトは、コレステロールやスフィンゴミエリンに富んだ秩序の高い膜領域で、シグナル伝達のプラットフォームとして機能するなど生理的に重要な役割を果たしている。しかし、脂質ラフトは生成と崩壊を繰り返しつつ自己組織化しているため、その分子基盤や動的秩序は未解明である。申請者はこれまで安定同位体標識した脂質の化学合成とNMR解析を組み合わせる独自のアプローチで、脂質ラフトにおける脂質の動的挙動および分子間相互作用の解明に取り組み成果を挙げてきた。そこで、本研究では、脂質ラフトの蛍光観察を実現すべく、新規蛍光標識スフィンゴミエリンの設計および合成とその蛍光顕微鏡観察を行った。その結果、スフィンゴミエリンの動的秩序を完全に再現した蛍光スフィンゴミエリンの作成に成功するとともに、ラフト膜における脂質の側方拡散係数やラフトと非ラフト相への分配比を決定した。さらに人工膜ばかりでなく生体膜にも蛍光スフィンゴミエリンを作用させ、蛍光スフィンゴミエリンがその他の蛍光脂質に比べて、脂質同士の相互作用時間やラフト領域での滞留時間が長いことを明らかにした。このように、我々の開発した蛍光スフィンゴミエリンは、今後の脂質ラフト研究の進展に大いに資するものと確信している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Abo Akademi University(フィンランド)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: Abo Akademi University
• [雑誌論文] Formation of Gel-like Nanodomains in Cholesterol-Containing Sphingomyelin or Phosphatidylcholine Binary Membrane As Examined by Fluorescence Lifetimes and H-2 NMR Spectra (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, T; Matsumori, N; Tsuchikawa, H; Lonnfors, M; Nyholm, TKM; Slotte, JP; Murata, M
  • 雑誌名: LANGMUIR 巻: 31 ページ: 13783-13792
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b03566
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lipid Interactions and Organization in Complex Bilayer Membranes (2016)
  • 著者名/発表者名: Engberg, O; Yasuda, T; Hautala, V; Matsumori, N; Nyholm, TKM; Murata, M; Slotte, JP
  • 雑誌名: BIOPHYSICAL JOURNAL 巻: 110 ページ: 1563-1573
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2015.12.043
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Novel Raman-tagged sphingomyelin that closely mimics original raft-forming behavior (2015)
  • 著者名/発表者名: Cui, J; Matsuoka, S; Kinoshita, M; Matsumori, N; Sato, F; Murata, M; Ando, J; Yamakoshi, H; Dodo, K; Sodeoka, M
  • 雑誌名: BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY 巻: 23 ページ: 2989-2994
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2015.05.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orientation and Order of the Amide Group of Sphingomyelin in Bilayers Determined by Solid-State NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumori, N; Yamaguchi, T; Maeta, Y; Murata,M
  • 雑誌名: BIOPHYSICAL JOURNAL 巻: 108 ページ: 2816-2824
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2015.05.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deuterium NMR of Raft Model Membranes Reveals Domain-Specific Order Profiles and Compositional Distribution (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, T; Tsuchikawa, H; Murata, M; Matsumori, N
  • 雑誌名: BIOPHYSICAL JOURNAL 巻: 108 ページ: 2502-2506
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2015.04.008
  • 査読あり
• [学会発表] 脂質ラフト形成基盤の解明を目指した スフィンゴミエリンの動的およびNMR構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松森信明
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 2016-03-24 – 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] NMR studies of lipid rafts (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Matsumori, Tomokazu Yasuda, Toshiyuki Yamaguchi, Michio Murata
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: Honolulu, Hawai
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脂質ラフトにおける脂質分子の動的挙動および構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松森信明
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-03 – 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質ラフトのNMR解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松森信明
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-14 – 2015-09-14
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/BioanalChem/index.html
• [産業財産権] 新規蛍光標識スフィンゴミエリン及びその利用 (2016)
  • 発明者名: 村田道雄、松森信明、木下祥尚、楠見明弘、鈴木健一
  • 権利者名: 村田道雄、松森信明、木下祥尚、楠見明弘、鈴木健一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2015- 52518
  • 出願年月日: 2016-03-16