脂質分子集合体の融合、分裂のダイナミクスの数値的研究

脂质分子组装体融合与裂变动力学的数值研究

• 批准号: 00J02321
• 负责人: 野口 博司
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J02321/
• 关键词: 両親媒性分子; 自己集合; 膜融合; ベシクル; 分子シミュレーション

前年度までに構築した脂質分子模型を用いて、二重膜構造をもった小胞(ベシクル)の力学的な力によるベシクルの融合のダイナミクスを明らかにした。融合経路は中間の準安定状態として、両ベシクルの内膜が2分子膜を構成する経路と中間体を形成せずに直接融合する経路の2通りがあることが分かった。力が大きい場合は後者の経路のみが見られる。弱い力の元ではこの2つの経路は確率的に決まる。前者の経路で得られた中間体はストーク模型で予想されていた中間体の構造と似ている。この融合経路は前年度の計算で得られた自発的な融合で得られた経路と異なる。このように融合経路は融合を誘起する要因に依存する。生体内でも複数の融合経路を使い分けている可能性がある。また、ゲル相で観察される多面体の形状のベシクルを数値計算を用いて調べた。これまでの模型に新しい単分子膜の曲率ポテンシャルを考え、加えた。その結果、4面体や立方体など、多数の多面体状ベシクルを得ることができた。このような形状は単分子膜の自発曲率によって調整することができる。多面体の稜での膜の構造などを明らかにした。今後、実験でも様々な形状の多面体ベシクルが得られることが期待される。

In the past year, the construction of lipid molecular models has been carried out in the field of application, double membrane structure, cell mechanics and force analysis. The fusion circuit is in a quasi-stable state, and the inner membrane of the fusion circuit is formed into a molecular membrane. The intermediate is formed into a direct fusion circuit. In the case of large forces, the latter's path is reversed. The weak force of the element is not equal to 2. The correct rate of the circuit is determined. The intermediate structure of the former is proposed by the model. The convergence path is different from the previous year's calculation. The main reason for the fusion is that the fusion is induced. The possibility of multiple fusion pathways in vivo is discussed. The shape of the polyhedron is observed and the numerical value is calculated. The curvature of the molecular membrane in the new model is studied and added. The result is tetrahedral, cubic and polyhedral. The shape of the film is adjusted by the curvature of the film. The structure of the polyhedral edge and membrane is not clear. In the future, the shape of the polyhedron will be changed.

项目成果

H.Noguchi: "Fusion and toroidal formation of vesicles by mechanical forces ; A Brownian dynamics simulation"Journal of Chemical Physics. 117. 8130-8137 (2002)

H.Noguchi：“通过机械力实现囊泡的融合和环形形成；布朗动力学模拟”化学物理杂志。

H.Noguchi, M.Ueda, Y.Baba, M.Takasu: "Anisotropic friction model of DNA electrophoresis in polymer solutions : Comparison with direct observations"the Journal of Polymer Science Part B : Polymer Physics. (In press). (2003)

H.Noguchi、M.Ueda、Y.Baba、M.Takasu：“聚合物溶液中 DNA 电泳的各向异性摩擦模型：与直接观察的比较”《聚合物科学杂志》B 部分：聚合物物理学。