表面力測定による脂質膜表面間の認識機構の解明

通过表面力测量阐明脂质膜表面之间的识别机制

• 批准号: 10145204
• 负责人: 宮原 隆
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10145204/
• 关键词: 表面力; 表面力装置(SFA); 原子間力顕微鏡(AFM); 分子認識; ラングミュアーブロジェット膜; 核酸塩基; 蛋白質; RNAポリメラーゼ

[A] 我々はこれまで、両親媒性分子(11-(3-(X)propanoyl)oxy)undecyl-hexadecyl-dimethylammoniumbromide(1A:X=9-adeninyl,1T:X=1-thyminyl)を用いてLangmuir-Brodgett(LB)法により核酸塩基修飾表面を調製し、その表面間に作用する力を表面力装置(SFA)を用いて評価してきた。しかし、1では2本鎖のうち核酸塩基鎖と炭化水素鎖がほぼ同じであるため、炭化水素鎖の寄与が大きい可能性があった。本研究では、新たに、核酸塩基鎖の方が長い両親媒性分子(19-(X)-10-oxanonadecyl)-hexadecyl-dimethyl-ammonium bromide(2)を合成した。2膜間のpH5.6における表面力は、2A-2A膜間ではアデニンのプロトン化のため電気二重層斥力が観察されたのに対し、2T-2T膜間では、疎水性の長距離引力が観察された。2A-2T膜間でも、長距離から引力が観察されたが、これは疎水性の長距離引力と電気二重層引力が作用したためと考えられる。現在、他のpHでの測定を続けている。[B] 単分子膜上に並べた金属配位子にポリヒスチジン修飾タンパク質(転写時に相互作用が期待されるRNAポリメラーゼSigma Aサブユニットと転写制御因子Spo OA)を金属イオンを介して一定の配向で固定し、コロイドプローブ原子間力顕微鏡を用いた表面力測定によって、タンパク質問に働く力を直接測定した。同種タンパク質問には、表面間距離10nmより長距離側ではpH依存性の電気二重層斥力が観察された。このpH依存性が各々のタンパク質の等電点がら予想されるものと一致していることより、表面に固定したタンパク質の荷電特性が水溶液中のものとほぼ同じであることが明らかになった。Sigma A-SpoOA間の場合、pH 7以下の相互作用は、表面の荷電から予想される力と大きく異なり、付加的な引力が作用した。また、同種タンパク質問と比較して、Sigma A-SpoOA間にはより強い接着力が観察された。タンパク質問の特異的な引力を、直接測定から示した初めての例である。

[A] I 々, 々,, れまで, and two nucleophilic molecules (11-(3-(X)propanoyl)oxy)undecyl-hexadecyl-dimethylammoniumbromide(1A:X=9-adeninyl,1T:X=1-thyminyl)を use 々 てLang Muir - Brodgett method (LB) に よ り nucleic acid salt modified surface を し modulation, そ の に effect between surface す る を surface forces device (SFA) を い て review 価 し て き た. し か し, 1 で は 2 this lock の う ち nucleic acid salt base lock と coking water element locks が ほ ぼ with じ で あ る た め, coking water lock の send with が き い possibility が あ っ た. In this study, で で, a new たに, a nucleic acid basic-locking <s:1> square が, and a long <s:1> nucleophilic molecule (19-(X)-10-oxanonadecyl)-hexadecyl-dimethyl-ammonium bromide(2)を were synthesized into た. Between 2 membrane の pH5.6 に お け る は, 2 a - 2 a membrane surface force between で は ア デ ニ ン の プ ロ ト ン change の た め electric double layer repulsion 気 が 観 examine さ れ た の に し seaborne, 2 t - 2 t between membrane で は, water-based 疎 の long gravity が 観 examine さ れ た. 2 a - 2 t between membrane で も, long-distance か ら gravity が 観 examine さ れ た が, こ れ は 疎 water-based の long gravity と electric 気 bilayer が gravity し た た め と exam え ら れ る. Now, he measures <s:1> pHで で を続けて を続けて る る る. [B] 単 molecular membrane に and べ た metal ligand に ポ リ ヒ ス チ ジ ン modified タ ン パ ク mass (when planning to write に interaction が expect さ れ る RNA ポ リ メ ラ ー ゼ Sigma A サ ブ ユ ニ ッ ト と planning write Spo suppression factor OA) を metal イ オ ン を interface し て certain の match to で fixed し, コ ロ イ ド プ ロ ー ブ interatomic force 顕 micromirror を with い た surface measurement に よ っ て, タ ン パ ク questioned に 働 を く force directly し た. The same kind of タ, パ, パ, パ question に, が観, surface distance of 10nmよ, <s:1>, long-distance side で,, ph-dependent <s:1> electric double layer repulsion が観, observe された. こ の pH dependency が each 々 の タ ン パ ク qualitative の isoelectric point が ら to think さ れ る も の と consistent し て い る こ と よ り, surface に fixed し た タ ン パ ク qualitative の charged characteristics が in aqueous solution, is の も の と ほ ぼ with じ で あ る こ と が Ming ら か に な っ た. In the <s:1> situation between Sigma A and SpoOA, the <s:1> interaction <e:1> below pH 7, the surface <s:1> charge ら preforces the される force と is large and the <s:1> く difference な される た た た される される される た, and the additional な gravitational が effect た た. ま た, same タ ン パ ク questioned と compare し て, Sigma A - SpoOA に は よ り strong い emphatically が 観 examine さ れ た. Youdaoplaceholder0, パ, パ, パ question the specific な gravity を, directly measure the を, ら show the た initial めて, である example である.

项目成果

S.Hayashi,K.Kurihara,et al.: "Interactions between Poly(L-lysine)Brush Layers Studied by Surface Forces Measurement" Proceedings of the 50^<th> Yamada conference on Polyelectrolytes. (1998)

S.Hayashi、K.Kurihara 等人：“通过表面力测量研究的聚（L-赖氨酸）刷层之间的相互作用”第 50 届山田聚电解质会议论文集。

宮原隆、栗原和枝: "表面力と接着力" 日本接着学会誌. (印刷中). (1999)

Takashi Miyahara、Kazue Kurihara：“表面力和粘合力”日本粘合协会杂志（出版中）。

C.D.Dushkin,K.Kurihara: " A Resonance Shear Force Rheometer Modeled as Simple Oscillating Circuit" Rev.Sci.Inst.69. 2095-2104 (1998)

C.D.Dushkin、K.Kurihara：“作为简单振荡电路建模的共振剪切力流变仪”Rev.Sci.Inst.69。

石黒亮、栗原和枝: "「医学生物学の原子間力顕微鏡」3.(2)A蛋白質(印刷中)" 西村書店、, (1998)

Ryo Ishiguro、Kazue Kurihara：“医学生物学中的原子力显微镜 3.(2) Protein A（印刷中）” Nishimura Shoten，（1998）

K.Kurihara,T.Abe,et al.: "Transition in Interactions between Polyelectrolyte Brush Layers as Revealed by Surface Forces Measurements" Proceedings of the 50^<th> Yamada Conference on Polyelectrolytes. (1998)

K.Kurihara、T.Abe 等人：“表面力测量揭示的聚电解质刷层之间相互作用的转变”第 50 届山田聚电解质会议论文集。