水中および糖水溶液中の生体膜近傍における氷形成と脱水和

水和糖溶液中生物膜附近的冰形成和脱水

• 批准号: 09780601
• 负责人: 高橋 浩
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780601/
• 关键词: 生体膜; リン脂質; 糖; 低温環境; X線回析; 熱測定; X線回折

生体高分子と水との相互作用の問題は、生命現象を分子レベルで理解するうえにおいて、最も基本的で普遍的なものである。生体高分子が秩序構造をとるためには、水分子の存在は不可欠である。さらに、生物の低温耐性の機構を考えるうえでは、生体高分子の周りの水分子の凍結についての解析・考察することが重要である。この様な観点から、本課題では、リン脂質より成るモデル生体膜を用いて、膜系における氷形成とそれに伴う脱水和の現象について研究を行ってきている。本年度は、昨年度に引き続きリン脂質としてdimyristoylphosphatidylethanolamine(DMPE)を用いて、.その多重層膜ベシクルの氷形成および脱水和に伴う構造変化と熱測定のデータの相関関係を定量的に調べた。その結果、DMPE多重層膜ベシクルにおいて氷点下の0度から-40度までの温度範囲で観察される熱異常のエンタルピーの一部は、氷融解によるものでなく、何らかのリン脂質の構造変化に由来することが分かった。現時では、その変化は極性頭部の構造変化であると考えている。ある種の生物は、細胞内の糖の濃度を高めることで、低温耐性を獲得すると考えられている。低温によって生じる氷形成および脱水和に対して糖がどのように影響するかを調べることも本課題の目的である。昨年の研究により、糖であるトレハロースが水溶液中に存在すると、ジアルキルリン脂質の指組構造を不安定化することを見出したが、本年度実施した研究により、トレハロース以外でもスクロース、ラクトース、さらに糖アルコールであるソルビトールでも同様な効果を持つことを確かめられた。

Born body water polymer と と の interaction の problem は, life phenomenon を molecular レ ベ ル understand で す る う え に お い て, most も basic で common な も の で あ る. The が order structure of biological polymers をとるために をとるために, and the <s:1> existence of water molecules である cannot be lacking である. さ ら に, biological の low temperature tolerance の institutions を exam え る う え で は, living body polymer の weeks り の の frozen water molecules に つ い て の parsing, examine す る こ と が important で あ る. こ の others な 観 point か ら, this topic で は, リ ン lipid よ り into る モ デ ル living body membrane を use い て, membrane に お け る 氷 form と そ れ に with う dehydration and の phenomenon に つ い を line っ て research て き て い る. This year's annual に は, yesterday led き 続 き リ ン lipid と し て dimyristoylphosphatidylethanolamine (DMPE) を い て,. そ の multiple membrane ベ シ ク ル の 氷 form お よ び dehydration and に with う structure - と thermal measurement の デ ー タ の phase masato masato is を quantitative に adjustable べ た. そ の results, multiple membrane DMPE ベ シ ク ル に お い て 氷 の 0 degrees below point か ら - 40 degrees ま で の temperature fan 囲 で 観 examine さ れ る thermal anomaly の エ ン タ ル ピ ー の は, 氷 melting に よ る も の で な く, ら か の リ ン lipid の structure - the に origin す る こ と が points か っ た. At present, the で そ and そ <s:1> transformations of the で polar head <e:1> and the であると structural transformation are examined at えて る る. Youdaoplaceholder0 species of <s:1> organisms を, intracellular <s:1> sugar <e:1> concentration を high める <s:1> とで, and low-temperature tolerance を obtained すると study えられて る る る る る. Low temperature に よ っ て raw じ る 氷 form お よ び dehydration and に し seaborne て sugar が ど の よ う に influence す る か を adjustable べ る こ と も this topic の purpose で あ る. Yesterday in の research に よ り, sugar で あ る ト レ ハ ロ ー ス が に exist in aqueous solution す る と, ジ ア ル キ ル リ ン lipid の which a group of tectonic を stabilization す る こ と を shows し た が, this year be し た research に よ り, ト レ ハ ロ ー ス outside で も ス ク ロ ー ス, ラ ク ト ー ス, さ ら に sugar ア ル コ ー ル で あ る ソ ル ビ ト ー ル で も with others な unseen If を holds that を とを とを indeed められた められた.

项目成果

M.Kodama, H.Aoki, H.Takahashi, and I.Hatta: "Interlamellar waters in dimyristoylphosphatidylethanolamine-water system as studied by calorimetry and X-ray diffraction" Biochimica et Biophysica Acta. 1329. 61-73 (1997)

M.Kodama、H.Aoki、H.Takahashi 和 I.Hatta：“通过量热法和 X 射线衍射研究二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺-水体系中的层间水”Biochimica et Biophysicala Acta。

H.Takahashi,M.Watanabe,P.J.Quinn,and I.Hatta.: "Simultaneous Xーray diffraction and calormetric of metastablelーtoーstable solid phase transformation of 1,2ーdipalmitoylーsnーglycerol" Biophysical.Chemistry. 印刷中.

H.Takahashi、M.Watanabe、P.J.Quinn 和 I.Hatta.：“1,2-二棕榈酰-sn-甘油的亚稳-稳定固相转变的同时 X 射线衍射和量热”生物物理.化学。

M.Kodama,H.Aoki,H.Takahashi,and I.Hatta: "Interlamellar waters in dimyristoylphosphaidylethanolamineーwater system as studied by calorimetry and Xーray diffraction" Biochimica et Biophysica Acta. 1329. 61-73 (1997)

M.Kodama、H.Aoki、H.Takahashi 和 I.Hatta：“通过量热法和 X 射线衍射研究二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺-水系统中的层间水”Biochimica et Biophysical Acta 1329. 61-73 (1997)。

H.Takahashi,H.Ohmae,and I.Hatta.: "Trehaloseーinduced destabillization of interdigitated gel phase dihexadecyphosphatidyicholine" Biophysical.Journal. 73. 3030-3038 (1997)

H. Takahashi、H. Ohmae 和 I. Hatta.：“海藻糖诱导的交错凝胶相二十六烷基磷脂酰胆碱的不稳定”《生物物理学杂志》73. 3030-3038 (1997)

H.Takahashi, H.Ohmae, and I.Hatta: "Trehalose-induced destabilization of interdigitated gel phase in dihexadecyphosphatidylcholine" Biophysical Journal. 73. 3030-3038 (1997)

H.Takahashi、H.Ohmae 和 I.Hatta：“海藻糖诱导的二十六烷基磷脂酰胆碱中指状凝胶相的不稳定”生物物理学杂志。