生体膜のキュービック相の安定性や膜のトポロジー変化に対するペプチドの効果

肽对生物膜立方相稳定性和膜拓扑变化的影响

• 批准号: 05F05427
• 负责人: 山崎 昌一
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05427/
• 关键词: 生体膜・脂質膜; 生体膜のキュービック相; 脂質膜界面; ペプチド; L_α相-キュービック相の相転移; 生物物理学; 膜のトポロジー変化; ソフトマター物理学; Lα相-キュービック相の相転移; マガイニン2; 膜融合; インフルエンザウイルス

1.pH依存的にキュービック相の構造安定性を変えるペプチドの設計をいくつか行い、それらのペプチドとキュービック相を形成するモノオレイン(MO)の膜との相互作用をX線小角散乱法(SAXS)により研究した。まず、新規設計・合成されたペプチド-1であるAc-EWLFLLEとMO膜の相互作用を調べた。MO膜はpH8.0で、Q^<224>相のキュービック相を形成するが、ペプチド-1が高濃度(R【greater than or equal】0.011、ここでRはペプチドと脂質MOのモル比である)存在すると、別のキュービック相であるQ^<229>相を形成した(つまり、ペプチド濃度を増加するにつれて、R=0.011でQ^<224>相からQ^<229>相に相転移した)。ペプチド-1が電気的に中性のMO膜の界面に結合し、そのペプチドのグルタミン酸の負電荷のために膜が負に帯電した結果、その膜表面電荷により生じる静電相互作用のためにQ^<224>相よりQ^<229>相が安定化し、この相転移が生じたと考えられる。次に、MO/ペプチド-1(R=0.020)の膜の構造や相安定性のpH依存性を調べた。その結果、pH7.2以上ではQ^<229>相を形成するが、pH7.0以下ではQ^<224>相を形成することがわかり、pHをさげるにつれて、pH7.0でQ^<229>相からQ^<224>相に相転移することがわかった。さらに、ペプチド-1以外にも2種類のペプチドを合成し、それらも違うpHで、MO/ペプチド膜をQ^<229>相からQ^<224>相に相転移することを見出した。以上のように、pH依存的にキュービック相の構造安定性を変えるペプチドの設計に成功した。2.負電荷を帯びたジオレオイルホスファチジルセリン(DOPS)とMOの混合膜(DOPS/MO膜)の多重層リポソーム(MLV)とH^+の相互作用をX線小角散乱法により調べた。中性でL_α相であるDOPS/MO-MLVを含む水溶液のpHを下げていくと、pH3.0以下でDOPS/MO膜がキュービック相(Q^<224>相)に相転移した。逆に、低いpHでキュービック相を形成したDOPS/MO膜を含む水溶液のpHを上げていくと、中性でL_α相に相転移することを見出した。pH変化による相転移が可逆的であることがわかった(論文投稿準備中)。

1. The structural stability of pH-dependent phase transition is studied by the X-ray small angle scattering method (SAXS). New design and synthesis techniques for the interaction of MO films MO film pH8.0, Q^<224>phase formation, selection-1 high concentration (R [greater than or equal] 0.011, this R reverse selection and lipid MO ratio) exists, different Q^phase formation <229>(R=0.011, <224>Q^phase shift<229>). The negative charge of the neutral MO film at the interface of the film is negative. As a result, the electrostatic interaction between the film surface charge and the Q <224>^phase is stabilized<229>. Second, the pH dependence of the structure and phase stability of the membrane MO/p-1 (R=0.020) was adjusted. As a result, the Q ^phase is formed at pH 7.2 or <229>above, and the Q^phase is formed at pH <224>7.0 <229>or below<224>. 2 <229>types of media except for the media are synthesized, and the phase shift between the media and media is observed<224>. The structural stability of the above pH-dependent phase is changed to a successful design. 2. The interaction between MLV and H^+ in DOPS and MO films is modulated by X-ray small angle scattering method. DOPS/MO-MLV membrane phase shift from neutral to L_α phase under pH 3.0<224>. The phase shift between the reverse and neutral phases is observed in aqueous solutions containing DOPS/MO. The pH shift is reversible (paper preparation).

项目成果

Cationic DMPC/DMTAP Lipid Bilayers : Local Lateral Polarization of Phosphatidylcholine Headgroups.

阳离子 DMPC/DMTAP 脂质双层：磷脂酰胆碱头基的局部横向极化。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Langmuir 21(in press)
• 作者: S.Ohno;K.Nakatsuji;F.Komori;Q.Shen;A.B.Cruz;Q.Shen;L.J.Diguna;Q.Shen;Q.Shen;Q.Shen;Q.Shen;A.B.Cruz;T.Toyoda;T.Toyoda;Q.Shen;A.B.Cruz;Q.Shen;Q.Shen;T.Toyoda;A.B.Cruz;Q.Shen;L.J.Diguna;Fumiko Kimura;Fumiko Kimura;平井 諒子;Masaya Ikuno;Ryoko Sano et al.;Victor Levadny et al.;Shah Md.Masum et al.;Ryoko Sano et al.;Victor Levadny et al.
• 通讯作者: Victor Levadny et al.

The "Le Chatelier's Principles"-Governed Response of Actin Filaments to Osmotic Stress.

“勒夏特列原理”——控制肌动蛋白丝对渗透压的反应。

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Phys. Chem. B 110
• 作者: Kosaku Kato;Yukiko Ohmori;Takeomi Mizutani;Hisashi Haga;Kazuyo Ohashi;Tadanao Ito;Kazushige Kawabata;Tadanao Ito et al.
• 通讯作者: Tadanao Ito et al.

Formation of cubic phases from large unilamellar vesicles of dioleoylphosphatidylglycerol/monoolein membranes induced by low concentrations of Ca2+

• DOI: 10.1021/la051782i
• 发表时间: 2005-12-06
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Awad, TS;Okamoto, Y;Yamazaki, M
• 通讯作者: Yamazaki, M

Effect of Peptides and Ions Interacting with Electrically-Neutral Membrane- Interface on Structure and Stability of Lipid Membranes in the Liquid-Crystalline Phase and in the Liquid-Ordered Phase

肽和离子与电中性膜界面相互作用对液晶相和液体有序相中脂质膜的结构和稳定性的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Phys.Condensed Matter 17(In press)
• 作者: S.Ohno;K.Nakatsuji;F.Komori;Q.Shen;A.B.Cruz;Q.Shen;L.J.Diguna;Q.Shen;Q.Shen;Q.Shen;Q.Shen;A.B.Cruz;T.Toyoda;T.Toyoda;Q.Shen;A.B.Cruz;Q.Shen;Q.Shen;T.Toyoda;A.B.Cruz;Q.Shen;L.J.Diguna;Fumiko Kimura;Fumiko Kimura;平井 諒子;Masaya Ikuno;Ryoko Sano et al.
• 通讯作者: Ryoko Sano et al.

Effect of positively charged short peptides on stability of cubic phases of monoolein/dioleoylphosphatidic acid mixtures

• DOI: 10.1021/la0469607
• 发表时间: 2005-06-07
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Masum, SM;Li, SJ;Yamazaki, M
• 通讯作者: Yamazaki, M