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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

基本信息

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

项目摘要

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。

This year, we conducted research on the formation of lipid bilayer membranes, including glycopolipid (GM1) and Membrane Protein Integrase (MPIase). NTT Institute of Physical Science and Technology Joint Research and Detailed Analysis of the Formation of the Self-supporting Lipid Double Film GM1-containing samples with different concentrations were prepared, and the lipid double membrane in the self-supporting field was observed during the formation of the membrane. GM1 concentration increases, lipid molecules change, and GM1 content in the self-sustaining domain increases. The GM1 concentration-dependence of the phenomenon is clearly demonstrated. This new phenomenon is explained by the kinetic repulsion of the sugar lock. This study shows that sugar lipids can be controlled arbitrarily in the formation of artificial lipid double membranes. Glycolipid is a membrane active factor that supports lipid double membranes. The membrane entry barrier factor is a factor that supports the formation of lipid double membranes. MPIase concentration is dependent on the formation of the protein. Atomic force microscopy is dependent on MPIase concentration. The researcher's previous research showed that the MPIaase was present in the brain, and the MPIaase was present in the brain. The concentration dependence and temperature dependence of the formation of the complex environment are revealed and analyzed. The study of MPIase and the development of cellular membrane are part of the fundamental physical properties of the cell membrane. The possibility of artificial cell membrane system is demonstrated by the fact that membrane quality is promoted and inhibited.

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
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