2021 Fiscal Year Final Research Report

Bilayer characterization of analog lipids having modified module structure

Research Project

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Project/Area Number	19K05404
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	MATSUKI Hitoshi 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (40229448)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	玉井伸岳徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (00363135) 後藤優樹徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (30507455)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	モジュール変更アナログ脂質 / グリセロリン脂質 / スフィンゴリン脂質 / ホスファチジルコリン / 脂質二重膜 / 相転移 / 高圧力 / 熱測定
Outline of Final Research Achievements	As unnatural analog lipids having modified module structure, amide-linked phospholipids which have the two hydrophobic chains bonded to the lipid molecular backbone by an amide linkage, diacylamidodeoxyphosphatidylcholine, were made by organic synthesis. The properties of bilayer membranes formed by these unnatural phospholipids were investigated by methods of differential scanning calorimetry, high-pressure light transmittance and nuclear magnetic resonance measurements and the effects of chain-linkage types to the backbone and hydrophobic chain lengths on the bilayer membranes were considered. It was concluded that introduction of amide bonds to the molecular backbone significantly tightens the molecular packing states in condensed phases such as gel and hydrated crystalline phases according to strong interaction between the backbones as the formation of intermolecular hydrogen bonding between amide bonds of adjacent molecules in the bilayer membrane.
Free Research Field	生物物理化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	我々はこれまで、天然に存在するリン脂質が形成する二重膜の膜状態を脂質分子構造と相関させながら系統的に明らかにしてきた。本研究では、これまでの研究を脂質分子骨格中の共通のモジュール構造自体の配列順序や鎖結合様式を変化させた非天然のモジュール構造変更アナログ脂質へと拡張した。アミド結合型リン脂質を有機合成で作製し、その膜状態をキャラクタリゼーションすることで、グリセロリン脂質とスフィンゴリン脂質の差異に関する有用な情報を得ることができた。今後、さらなるモジュール構造変更アナログ脂質を用いることで、生体膜脂質の存在意義や使命に関する根源的な情報が得られるのではないかと考えている。