生体膜上で起こる相互作用解明のための脂質二重膜配向法の開発

当初は膜結合型蛋白質等の高分子物質と脂質二重膜との相互作用解析法を主と考え、低分子物質との相互作用解析は副課題と考えていたものの、申請者が当該課題の遂行中に生物個体を用いた研究に携わる事になった。そこで生物が外界との境界である脂質膜の超分子構造をダイナミックに制御しながら外部環境に適応し、適合溶質の蓄積や脂質組成の改変といった低分子物質の質・量的変化に同期させて脂質膜を制御している事に着目し、生物個体の均一安定同位体標識法の開発や、その方法論を用いた低分子物質の一斉計測(メタボロミクス)方法論の開発へと自身の研究の方向性を発展させる事ができた。詳細は以下に列挙する。1.生物体への均一安定同位体標識技術開発とそのNMRメタボロミクス高等植物を^<13>CO_2雰囲気下、あるいは^<15>N無機塩と^<13>Cグルコース存在下で生育させる事により、生育日数にもよるが50-95%程の均一安定同位体標識化が可能になる事を見出した。実際に、均一安定同位休標識化したEtOH高感受性変異体と野生株を多次元NMRメタボロミクス法により比較し、Pro, GABAといった適合溶質の蓄積や、脂質分子組成の変化を確認する事ができた。2.環境応答に関わる適合溶質と磁場配向膜との相互作用解析上述のPro, GABAに加えてArbutin, Trehaloseといった適合溶質と申請者が開発した磁場配向膜を用いて、これら低分子の相互作用が存在する事を確認した。従って生物個体の環境応答に関わる代謝物変化と、脂質膜構造の変化が連動していると考えている。3.均一安定同位体標識化脂質をドーピングした磁場配向膜の相互作用解析^2H均一安定同位体標識化光合成細菌からユビキノンを単離し、申請者が開発した磁場配向膜へのドーピングを施すことにより、膜貫通状態におけるダイナミクス解析が可能となった。

当初は膜結合型蛋白質等の高分子物質と脂質二重膜との相互作用解析法を主と考え、低分子物質との相互作用解析は副課題と考えていたものの、申請者が当該課題の遂行中に生物個体を用いた研究に携わる事になった。そこで生物が外界との境界である脂質膜の超分子構造をダイナミックに制御しながら外部環境に適応し、適合溶質の蓄積や脂質組成の改変といった低分子物質の質・量的変化に同期させて脂質膜を制御している事に着目し、生物個体の均一安定同位体標識法の開発や、その方法論を用いた低分子物質の一斉計測(メタボロミクス)方法論の開発へと自身の研究の方向性を発展させる事ができた。詳細は以下に列挙する。1.生物体への均一安定同位体標識技術開発とそのNMRメタボロミクス高等植物を^<13>CO_2雰囲気下、あるいは^<15>N無機塩と^<13>Cグルコース存在下で生育させる事により、生育日数にもよるが50-95%程の均一安定同位体標識化が可能になる事を見出した。実際に、均一安定同位休標識化したEtOH高感受性変異体と野生株を多次元NMRメタボロミクス法により比較し、Pro, GABAといった適合溶質の蓄積や、脂質分子組成の変化を確認する事ができた。2.環境応答に関わる適合溶質と磁場配向膜との相互作用解析上述のPro, GABAに加えてArbutin, Trehaloseといった適合溶質と申請者が開発した磁場配向膜を用いて、これら低分子の相互作用が存在する事を確認した。従って生物個体の環境応答に関わる代謝物変化と、脂質膜構造の変化が連動していると考えている。3.均一安定同位体標識化脂質をドーピングした磁場配向膜の相互作用解析^2H均一安定同位体標識化光合成細菌からユビキノンを単離し、申請者が開発した磁場配向膜へのドーピングを施すことにより、膜貫通状態におけるダイナミクス解析が可能となった。