Morphological changes of liposomes caused by actin assembly : the effect of actin binding proteins and surfactants.

肌动蛋白组装引起的脂质体形态变化:肌动蛋白结合蛋白和表面活性剂的作用。

基本信息

  • 批准号:
    11680655
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1.To study the morphogenesis of cells caused by the organization of their internal cytoskeletal network, we characterized the transformation of liposomes encapsulating actin and its crosslinking proteins, fascin, α-actinin, or filamin, using real-time high-intensity dark-field microscopy. The encapsulated G-actin polymerized into actin filaments and formed bundles or gels, depending on the type of actin-crosslinking protein that was co-encapsulated, causing various morphological changes of liposomes. The differences in morphology among transformed liposomes indicate that actin-crosslinking proteins determine liposome shape by organizing their specific actin networks. Morphological analysis reveals that the crosslinking manner, i.e. distance and angular flexibility between adjacent crosslinked actin filaments, is essential for the morphogenesis.2.Gelsolin is one of the best known actin-binding proteins with activities regulated by calcium. We found that plasma gelsolin can be phosphorylated by using the kinase fraction isolated from mitotic HeLa cells. After this phosphorylation, gelsolin no longer requires Ca^<2+> for activity : it severs and subsequently caps actin filaments, and nucleates filament formation in Ca^<2+>-free solutions.3.Dynamic behaviors of liposomes caused by interactions between liposomal membranes and surfactant were studied by direct, real-time observation using high-intensity dark-field microscopy. Solubilization of liposomes by surfactants is thought to be a catastrophic event akin to the explosion of soap bubbles in the air ; however, the actual process has not been clarified. We studied this process experimentally and found that liposomes exposed to various surfactants exhibited novel behavior, namely continuous shrinkage accompanied by intermittent quakes, release of encapsulated liposomes, opening-up, and inside-out topological inversion.
1.为了研究细胞内部骨架网络的组织化所引起的细胞形态发生,我们用实时高强度暗视野显微镜表征了包裹肌动蛋白及其交联蛋白(fascin、α-actinin或filamin)的脂质体的转化。包封的G-肌动蛋白聚合成肌动蛋白丝并形成束或凝胶,这取决于共包封的肌动蛋白交联蛋白的类型,从而引起脂质体的各种形态变化。转化脂质体之间的形态差异表明肌动蛋白交联蛋白通过组织其特定的肌动蛋白网络来决定脂质体的形状。形态学分析表明,相邻交联肌动蛋白丝之间的距离和角度灵活性是其形态发生的关键。2.凝溶胶蛋白(Gelsolin)是已知的肌动蛋白结合蛋白之一,其活性受钙离子调控。我们发现,血浆凝溶胶蛋白可以磷酸化,通过使用从有丝分裂的HeLa细胞分离的激酶馏分。磷酸化后,凝溶胶蛋白的活性不再需要Ca^2+:它切断肌动蛋白丝并随后将其封端,并在无Ca^2+的溶液中使肌动蛋白丝成核。3.利用高强度暗视野显微镜直接、实时观察脂质体膜与表面活性剂相互作用引起的脂质体动力学行为。表面活性剂对脂质体的溶解被认为是类似于肥皂泡在空气中爆炸的灾难性事件;然而,实际过程尚未澄清。我们通过实验研究了这一过程,发现暴露于各种表面活性剂的脂质体表现出新颖的行为,即连续收缩并伴有间歇性地震、包裹的脂质体释放、打开和由内而外的拓扑倒置。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Takiguchi, K., Yamashiro-Matsumura, S., and Matsumura, F.: "Artificial phosphorylation removes gelsolin's dependence on calcium."Cell Structure and Function. 25. 57-65 (2000)
Takiguchi, K.、Yamashiro-Matsumura, S. 和 Matsumura, F.:“人工磷酸化消除了凝溶胶蛋白对钙的依赖。”细胞结构和功能。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Honda, M., Takiguchi, K., Ishikawa, S., and Hotani, H.: "Morphogenesis of liposomes encapsulating actin depends on the type of actin-crosslinking."Journal of Molecular Biology. 28. 293-300 (1999)
Honda, M.、Takiguchi, K.、Ishikawa, S. 和 Hotani, H.:“包裹肌动蛋白的脂质体的形态发生取决于肌动蛋白交联的类型。”分子生物学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
HONDA MAKOTO: "Morphogenesis of liposomes encapsulating actin depends on the type of actin-crosslinking"Journal of Molecular Biology. 第287巻. 293-300 (1999)
HONDA MAKOTO:“包裹肌动蛋白的脂质体的形态发生取决于肌动蛋白交联的类型”《分子生物学杂志》287. 293-300 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
NOMURA Fumimasa: "Dynamic transformation of liposomes revealed by dark-field microscopy"Studies in Surface Science and Catalysis(Y.Iwasawa,N.Oyama,H.Kunieda 編,Elsevier Sciences). 495-500 (2001)
NOMURA Fumimasa:“暗视野显微镜揭示的脂质体的动态转化”表面科学和催化研究(由 Y. Iwasawa、N. Oyama、H. Kunieda 编辑,Elsevier Sciences 495-500 (2001)。
  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Nomura, F., Honda, M., Takeda, S., Umeda, T., Takiguchi, K., and Hotani, H.: "Morphological and topological transformations of lipid bilayer vesicles."Statistical Physics (M.Tokuyama, H.Stanley, eds, American Institute of Physics). 426-434 (2000)
Nomura, F.、Honda, M.、Takeda, S.、Umeda, T.、Takiguchi, K. 和 Hotani, H.:“脂质双层囊泡的形态和拓扑转变。”统计物理学(M.Tokuyama,H)
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