生体で機能する糖脂質の機能解明を目指した支持脂質二重膜系での観測手法の確立と適用

支持脂质双层膜系统观察方法的建立和应用，旨在阐明在生物体中发挥作用的糖脂的功能

• 批准号: 19J12718
• 负责人: 柿本 恭宏
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12718/
• 关键词: 人工細胞膜; 糖脂質; 支持脂質二重膜; 親水性高分子; 蛍光顕微鏡; 原子間力顕微鏡; GM1; MPIase

本年度は生体由来の糖脂質(ガングリオシドGM1(GM1)、Membrane Protein Integrase (MPIase))を含む支持脂質二重膜についての研究を実施した。NTT物性科学基礎研究所との共同研究により、微細加工されたシリコン基板上に作製した自立型支持脂質二重膜中のドメイン形成を観察し詳細に解析した。異なる濃度のGM1を含む試料を作製し、自立領域中の脂質二重膜の局在およびドメイン形成の経時変化を観察した。GM1濃度を増加させると、脂質分子の局在が変化し、自立領域のGM1含有ドメイン形成が促進されることを見出した。その現象のGM1濃度依存性を明らかにした。この新規現象を糖鎖の揺動斥力に基づいて説明するメカニズムを提案した。この研究により、機能解明を目指す糖脂質を含有するドメイン形成を人工脂質二重膜中で任意に制御可能であることを示した。糖脂質であり膜タンパク質の膜挿入活性因子でもあるMPIaseを含有させた支持脂質二重膜を作製し観察を行った。また、膜挿入の阻害因子であるジアシルグリセロールを含有させた支持脂質二重膜の作製と観察を行った。MPIase濃度に依存したドメイン形成を見出した。原子間力顕微鏡観察では、MPIase濃度に依存して出現するドメインが周囲よりも凹んだ領域として観察された。研究者の先行研究による知見から、観測された凹んだドメインは頭部に糖鎖を有するMPIaaseが集合している領域であると結論づけた。さらにジアシルグリセロールのドメインの形成の濃度依存性や温度依存性を見出し、解析を行った。これらの研究により、MPIaseおよびジアシルグリセロールの細胞膜中での基礎的な物性の一部を明らかにした。また、膜タンパク質挿入を促進または抑制する機能を有する人工細胞膜系としての可能性を示した。

Born this year は body origin の sugar lipid (ガ ン グ リ オ シ ド this (this), be Protein Integrase (MPIase) contains を む support lipid double Membrane に つ い て の research を be applied し た. NTT institute of physical science base と の joint research に よ り, micro machining さ れ た シ リ コ ン substrate に cropping し た self-supporting support in double membrane lipid の ド メ イ ン form を 観 examine し detailed analytical し に た. Concentration of different な る の this を む try を material for containing し, self-reliance in the field of の lipid double membrane の bureau in お よ び ド メ イ ン form の 経 variations change when を 観 examine し た. This concentration を raised さ せ る と, lipid molecules の bureau in が の - し, independent field containing this ド メ イ ン form が promote さ れ る こ と を shows し た. Youdaoplaceholder0 そ phenomenon <e:1> GM1 concentration dependence を Ming ら に に た た. <s:1> new regulation phenomenon を sugar lock <e:1> repulsive force に basis づ て て explanation するメカニズムを proposal た た. こ の research に よ り, function and interpret を refers す containing sugar, lipid を す る ド メ イ ン form を で in artificial lipid double membrane arbitrary に suppression may で あ る こ と を shown し た. Sugar lipid で あ り membrane タ ン パ ク qualitative の membrane scions into active factor で も あ る MPIase を contains さ せ た support lipid double membrane を cropping し 観 examine を line っ た. Youdaoplaceholder0, the membrane is inserted with <s:1> inhibitory factors であるジアシ, であるジアシ グリセロ, グリセロ, <s:1> を を, を containing させた to support the formation of the lipid double membrane と観, と観 observation を and った. The concentration of MPIase に depends on たドメ たドメ たドメ を to form を as shown in <s:1> た. Interatomic force 顕 micromirror 観 examine で は, concentration of MPIase に dependent し て in す る ド メ イ ン が weeks 囲 よ り も concave ん だ field と し て 観 examine さ れ た. Researchers の first に よ る knowledge か ら, 観 さ れ concave ん た だ ド メ イ ン は に sugar head lock has す を る MPIaase が collection し て い る field で あ る と conclusion づ け た. Youdaoplaceholder0 さらにジアシ グリセロ グリセロ グリセロ グリセロ ドメ ドメ ドメ ドメ formation <s:1> concentration dependence や temperature dependence を see the を and analyze the を lines った. こ れ ら の research に よ り, MPIase お よ び ジ ア シ ル グ リ セ ロ ー ル の membrane で の based な property の a を Ming ら か に し た. ま た, membrane タ ン パ ク qualitative scions into を promote ま た は inhibit す る function を have す る artificial membrane department と し て を の possibility in し た.

项目成果

Localization of phase separation domains in freestanding bilayer lipid membrane depending on Ganglioside GM1 concentration

独立双层脂膜中相分离域的定位取决于神经节苷脂 GM1 浓度

• 发表时间: 2019
• 作者: Y. Kakimoto;A. Oshima;Y. Ueno;R. Tero
• 通讯作者: R. Tero

Supported lipid bilayers of Escherichia coli lipids containing diacylglycerol

含有二酰基甘油的大肠杆菌脂质的支持脂质双层

• 发表时间: 2019
• 作者: Ryota Kobayashi;Yoshifuru Mitsui;Rie Umetsu;Masaki Mizuguchi;Keiichi Koyama,;Y. Kakimoto and R. Tero
• 通讯作者: Y. Kakimoto and R. Tero

Formation of supported lipid bilayers of Escherichia coli extracted lipids and their surface morphologies

• DOI: 10.7567/1347-4065/ab1b5f
• 发表时间: 2019-08-01
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kakimoto, Yasuhiro;Tero, Ryugo
• 通讯作者: Tero, Ryugo