2012 Fiscal Year Annual Research Report
アミロイド形成に学ぶ,タンパク質修復動作を有したバイオインターフェースの設計開発
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24686086
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
島内 寿徳 岡山大学, 大学院・環境生命科学研究科, 准教授 (10335383)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオインターフェース / アミロイド / 生体膜 / タンパク質 / メンブレンチップ / 生体膜晶析 |
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| Research Abstract |
アミロイド形成やそれに類するタンパク質の構造異常化を誘発しないようなバイオインターフェースの設計指針を得るため,以下の点について検討する.
・人工細胞膜界面を作成し,膜界面の相状態などを検討する.次に,タンパク質に対する応答挙動がアミロイド形成環境に有利であるかを検討する.そのために,アミロイド形成過程と膜界面の動的変化を検討する.
・上記で検討した人工細胞膜を,透析膜モジュールに表面修飾し,アミロイド性タンパク質の吸着,アミロイド形成過程を評価する.
以上を総括して,医療用デバイスのためのバイオインターフェースの設計指針を提案する.まずは,H24年度においては以下の検討を進めた.
1.タンパク質に対する人工細胞膜界面の動的応答挙動の解析
タンパク質と膜成分との特異的な相互作用であるかを検討するため,誘電分散解析(DDA)法を用いた.DDA法は膜界面の運動状態を解析できる.これにより,Aβ導入後の界面の運動状態の時間変化情報を得てで膜界面の運動性の変化を結びつけて議論した.ここでは人工細胞膜界面として脂質膜を利用した.その結果,Aβが脂質膜に配向し,アミロイド形成に有利な構造変化を誘起する事が分かった.
2.アミロイド形成(核形成・伸長)の分子論的検討
水晶振動子(QCM)法(既設)によるタンパク質の脂質膜への配向性を検討した.QCM電極上に脂質膜群を表面修飾し,タンパク質を添加すると,その吸着量から脂質膜へのタンパク質の吸着量を測定可能であったさらに,吸着量がタンパク質の分子内水素結合安定性と対応している事が分かり,不安定なタンパク質ほど脂質膜上における核形成が速くなる傾向がある事が見出された.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2012年10月1日より大阪大学大学院基礎工研究科から岡山大学大学院環境生命科学研究科に異動したため,実験設備の移転作業や大型装置の購入・納品時期を後倒し(納品は2013年3月)になったため,一部の研究項目については開始が遅れてしまった.それ以外の検討項目については順調に予定を終える事ができたので,現時点では進捗状況としては(2)に該当すると考えている.
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| Strategy for Future Research Activity |
所属機関の異動に伴い,研究開始が遅れた検討項目については現在優先的に遂行している.特に全反射蛍光顕微鏡の納品が2013年3月に後倒しになったため,本機器による検討項目を最優先に進める.また,Aβと脂質膜との相互作用部位の原子論的検討については,TOF-SIMSなどの学外専門協力者との研究により予定通り進めている.舞台的には以下の項目を中心に検討を薦める.
1.全反射蛍光顕微鏡による、Aβのアミロイド形成に有利(不利)な人工細胞膜の構造的条件の絞り込み
2.TOF-SIMSによりAβ(および線維)の配向面を決定する.
3.各種分光装置を用いたAβ(および線維)と脂質膜との相互作用の分子論的描像の確立
これらの知見を集約して,Aβのアミロイド形成(特に核形成)機構の詳細を明らかにする.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度の検討項目に必要な以下の経費を見込んでいる.
1.人工細胞膜作成装置(スピンコーター)の購入.2.アミロイドβなどのアミロイド性タンパク質や脂質.ポリマーなどの購入,3.メンブレンチップ作成費用(電極材料やリボソーム固定化用の化学試薬全般),4.アミロイドの物性評価や相互作用機構の原子/分子論的検討のためのTOF-SIMSや走査型TEMの測定依頼.これらは複数回の依頼を考えている.5.得られた研究成果を国内外の複数の学会にて発表する予定であり,そのための旅費を計上している.
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Research Products
(17 results)
