放射光赤外反射吸収分光による膜タンパク/脂質二重膜表面反応場の極微構造解析

使用同步加速器红外反射和吸收光谱对膜蛋白/脂质双层表面反应场进行超微结构分析

• 批准号: 17034064
• 负责人: 宇理須 恒雄
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17034064/
• 关键词: 膜タンパク; 脂質二重膜; 表面反応; TiO_2; 赤外反射吸収分光; アルツハイマー; Aβ40; イオンチャンネルバイオセンサー; FTIR; シリコン; タンパク質; アビジン; ジャイアントベシクル; ベシクルフュージョン; 赤外反射吸収スペクトル

膜タンパク/脂質二重膜表面反応場は生体における情報伝達のキーステーションで、それに関して分子レベルの知見を得ることおよびそのための方法論の開発が本研究の目的である。1.シングルステップTiO_2(100)表面上のsupported planar lipid bilayer(SPLB)。シングルステップを持つルチル型TiO_2低指数表面上でのSPLB形成と構造観察を行った。TiO_2表面上のSPLB上にはステップ方向に走る線状構造が観察され、SPLBが表面原子構造を反映した階段構造をとっていることがわかったまた、2.脂質二重膜/膜タンパクドメイン構造の解析とアルツハイマー発症機構解明テザードメンブレン構造形成技術を開発した。これにグラミシジンを導入し、ユニークなドメイン構造と膜タンパクの凝集構造を確認しこれがグラミシジン6量体が直鎖状に凝集したものであることを証明した。Aβ40の凝集がアルツハイマー病発症の原因とする機構が提案されている。スフィンゴミエリン(SM)、コレステロール(Co)およびガングリオシド(GM1)からなる平面脂質二重膜をマイカおよびSiO_2表面に形成した。GM1濃度を増加するとともにユニークなドメイン構造が観察され、これにAβ40を添加するとGM1リッチと考えられるドメイン内に選択的にAβ40の凝集が見出された。GM1を含む脂質二重膜の極微構造がAβ40の凝集を左右していると考えられる。3.生体材料その場観察用新規赤外反射吸収分光装置の製作バイオチップなど、生体材料を集積した固体基板表面の水中での振動分光法として、埋め込み金属層基板をもちいた赤外反射吸収分光装置を開発した(Fig.3)。固体表面上の脂質二重膜やタンパク質の水中その場観察の測定に成功した。4.イオンチャンネルバイオセンサー開発本課題全体の成果の応用として,神経伝達物質を検出するためのイオンチャンネルバイオセンサー開発を進めた

The purpose of this study is to develop a methodology for the detection of information in vivo from membrane/lipid double membrane surface reflection fields and for the detection of information related to molecular interaction. 1. Supported planar lipid bilayer(SPLB) on TiO_2(100) surface. SPLB formation and structural observation on the surface of TiO_2 with low index The linear structure on the SPLB surface of TiO2 was observed and the atomic structure of SPLB surface was reflected. 2. The analysis of lipid double membrane structure and the development of structure formation technology were developed. The structure and aggregation structure of the membrane are confirmed. Aβ40 aggregation is the cause of the disease. The formation of lipid double membrane on the surface of SiO_2 was studied. GM1 concentrations increased and aggregation of A β 40 was observed. GM1 contains lipid double membrane and dust structure, and Aβ40 is aggregated. 3. A new method for manufacturing an infrared reflection absorption spectroscopic device for field observation of a biological material, a vibration spectroscopic method for accumulating a biological material in water on a solid substrate surface, and an infrared reflection absorption spectroscopic device for embedding a metal layer on a substrate are developed (Fig. 3). The measurement of lipid double films on solid surfaces by field observation in aqueous solutions was successful. 4. The application of all the results of this project to the development of information technology and information technology.

项目成果

H atom-indeed oxidation reaction on water-terminated Si surface, 2H+H_2O/Si(100)-(2x1) : A theoretical study

水封端Si表面的H原子氧化反应，2H H_2O/Si(100)-(2x1)：理论研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chem.Phys.Lett 412
• 作者: Hidekazu Watanabe;Zhi-Hong Wang;Shinkoh Nanbu;Jun Maki;Tsuneo Urisu;Mutsumi Aoyagi;Kenta Ooi
• 通讯作者: Kenta Ooi

ナノテクのためのバイオ入門

纳米技术生物学简介

• 发表时间: 2007
• 作者: 宇理須恒雄;荻野俊郎;他20名
• 通讯作者: 他20名

Fabrication of Si-based Planar Type Patch-Clamp Biosensor Using SOI Substrate

使用 SOI 衬底制作硅基平面型膜片钳生物传感器

• 发表时间: 2007
• 期刊: Thin Solid Films (in printing)
• 作者: Z.L.Zhang;T.Asano;H.Uno;R.Tero;M.Suzui;S.Nakao;T.Kaito;K.Shibasaki;M.Tominaga;Y.Utsumi;Y.L.Gao;T.Urisu
• 通讯作者: T.Urisu

Giant Vesicle Fusion on Microelectrods Fabricated by Femto Second Laser Ablation Followed by Synchrotron Radiation Etching

通过飞秒激光烧蚀和同步辐射蚀刻制造的微电极上的巨型囊泡融合

• 发表时间: 2005
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys 44
• 作者: Md.Mashiur Rahman;Youichi Nonogaki;Ryugo Tero;Yon Hoon Kim;Hidetaka Uno;Zheng-Long Zhang;Takayuki Yano;Masaki Aoyama;Ryuichiro Sasaki;Hiroyuki Nagai;Makoto Yoshida;Tsuneo Urisu
• 通讯作者: Tsuneo Urisu

Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified SiO2/Si(100) surfaces

• DOI: 10.1016/j.cplett.2005.11.060
• 发表时间: 2006-02-15
• 期刊: CHEMICAL PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Misawa, N;Yamamura, S;Urisu, T
• 通讯作者: Urisu, T