生体膜脂質のヘキサゴナル相形成と膜酵素活性調節機構の解明

細胞の生命維持には膜タンパク質の働きが必須であるが、その活性は生体膜脂質が構成する周囲の微小環境により調節されている。生体膜は生理的条件下では液晶(Lα)二重層構造を有しているが、刺激によりその一部が非二重層構造をとり膜構築の乱れを生じ、膜タンパク質の高次構造や機能に重要な影響を与えるものと思われる。一方生体膜融合は細胞の食作用や分泌、シナプスに於ける神経伝達物質の放出など、生理機能に重要な役割をもつ。膜融合は二つの膜が接着し、膜脂質分子の再配列を経て膜が開裂する過程が含まれる。脂質膜分子の再配列機構は、膜融合が引き起こされる誘因によって大きく異なるが、膜構成成分にPE(phosphatidylathanolamine)、DG(diacylglycerol)やコレステロールなど極性頭部の小さい脂質を含む脂質二重層は、非二重相構造である逆ヘキサゴナル相を取り易いことから、逆ミセル形中間体(inverted micelle intermediate)を経て融合が進行するものと考えられる。本研究では細胞内情報伝達のセカンドメッセンジャーとして重要なDGと膜構成に必須なコレステロールが生体膜液晶相(Lα)の逆ヘキサゴナル相(H_<II>)への相転移や膜リン脂質の分子運動にどの様な影響を与え、生体膜微細構造の調節に如何に関与するかを明らかにした。

細胞の生命維持には膜タンパク質の働きが必須であるが、その活性は生体膜脂質が構成する周囲の微小環境により調節されている。生体膜は生理的条件下では液晶(Lα)二重層構造を有しているが、刺激によりその一部が非二重層構造をとり膜構築の乱れを生じ、膜タンパク質の高次構造や機能に重要な影響を与えるものと思われる。一方生体膜融合は細胞の食作用や分泌、シナプスに於ける神経伝達物質の放出など、生理機能に重要な役割をもつ。膜融合は二つの膜が接着し、膜脂質分子の再配列を経て膜が開裂する過程が含まれる。脂質膜分子の再配列機構は、膜融合が引き起こされる誘因によって大きく異なるが、膜構成成分にPE(phosphatidylathanolamine)、DG(diacylglycerol)やコレステロールなど極性頭部の小さい脂質を含む脂質二重層は、非二重相構造である逆ヘキサゴナル相を取り易いことから、逆ミセル形中間体(inverted micelle intermediate)を経て融合が進行するものと考えられる。本研究では細胞内情報伝達のセカンドメッセンジャーとして重要なDGと膜構成に必須なコレステロールが生体膜液晶相(Lα)の逆ヘキサゴナル相(H_<II>)への相転移や膜リン脂質の分子運動にどの様な影響を与え、生体膜微細構造の調節に如何に関与するかを明らかにした。