脂質ラフト形成に関わるスフィンゴ脂質の配座解析

参与脂筏形成的鞘脂的构象分析

• 批准号: 10J00689
• 负责人: 山口 敏幸
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00689/
• 关键词: 脂質ラフト; スフィンゴミエリン; 配座解析; NMR

脂質ラフトはスフィンゴミエリン(SM)およびコレステロール(Chol)に富んだ細胞膜上のマイクロドメインであり、様々な疾患や細胞間シグナル伝達などといった多岐にわたる生命現象に関与していると考えられているが、ラフト形成機構の詳細は不明である。生体膜はその非結晶性や異方性のため、X線結晶構造解析のような従来の構造解析法が適用できず、ラフト中での脂質の構造情報は未だ得られていない。そこで、NMRを利用して、脂質膜中におけるSMの立体配座を明らかにし、ラフト形成の構造的要因を明らかにすることを計画した。膜法線に対するアミド平面の配向を求めるために、15N標識SMを用いて固体NMRにおけるREDOR測定を行い、炭素-窒素核間双極子相互作用を求めた。求めた双極子相互作用に基づいてアミド平面の配向を解析したところ、Cholの有無によらずアミド平面の配向はほとんど変化しないことが分かった。一方で、Cholが共存することでオーダーは増加しており、Cholによってアミド部分の揺らぎが抑制されることが示唆された。続いてリン酸部分の配向解析のために、13C標識SMを用いてREDOR測定を行い、リン-炭素核間双極子相互作用を求め、リン酸部の配座・配向を決定した。その結果、Cholの有無によってリン酸部の配向が変化することが明らかとなった。以上より、膜中のSMの構造を求め、Cholの有無による構造変化を明らかにすることに成功した。SMはCholと相互作用することで、分子全体の揺らぎ、特にアミド部分の揺らぎが顕著に減少することが示された。またリン酸部分の配向も大きく変化した。この構造変化およびアミド部分の揺らぎの減少により、アミド部位間の水素結合を通したSM分子間の相互作用が安定化され、脂質ラフト形成が促進されると推定された。

Lipid ラ フ ト は ス フ ィ ン ゴ ミ エ リ ン (SM) お よ び コ レ ス テ ロ ー ル (Chol) に rich ん だ membrane の マ イ ク ロ ド メ イ ン で あ り, others 々 な disorders や intercellular シ グ ナ ル 伝 da な ど と い っ た many gaps に わ た る life phenomenon に masato and し て い る と exam え ら れ て い る が, ラ フ ト form institutions の detailed は unknown で あ る . Born body membrane は そ の non-crystalline sexual や different party の た め, X-ray crystal structure analytic の よ う な 従 の tectonic analytical method to が applicable で き ず, ラ フ ト in で の lipid の structure intelligence は may ら だ れ て い な い. そ こ で, NMR を し て, lipid membrane in に お け る SM の stereo match seat を bright ら か に し, ラ フ の ト conformations in を Ming ら か に す る こ と を project し た. Membrane normal に す seaborne る ア ミ ド plane の with seek を め る た め に, 15 n SM を い て solid NMR に お け る REDOR determination を い, carbon - smothering dipole interaction between nuclear を o め た. O め た dipole interaction に base づ い て ア ミ ド plane の match to を し た と こ ろ, Chol の presence of に よ ら ず ア ミ ド plane の match to は ほ と ん ど variations change し な い こ と が points か っ た. Side で, Chol が coexistence す る こ と で オ ー ダ ー は raised plus し て お り, Chol に よ っ て ア ミ ド part の 揺 ら ぎ が inhibit さ れ る こ と が in stopping さ れ た. 続 い て リ ン acid part の match to parse の た め に, 13 c logo SM を い て REDOR determination を い, リ ン - dipole interaction between carbon nuclear を め, リ ン の acid department with a · to を decided し た. Youdaoplaceholder0 <s:1> result, Chol <s:1> whether there is a によってリ <e:1> acid part <e:1> direction が change する <s:1> とが light ら となった となった. の SM の formation in the above よ り, membrane を め, Chol の presence of に よ る structure - the を Ming ら か に す る こ と に successful し た. SM は Chol と interaction す る こ と で, molecular all の 揺 ら ぎ, に ア ミ ド part の 揺 ら ぎ が 顕 the に reduce す る こ と が shown さ れ た. The またリ く acid part is <s:1> paired with a large <s:1> く transformation of た た. こ の structure - the お よ び ア ミ ド part の 揺 ら ぎ の reduce に よ り, ア ミ ド の water element combination between body parts を tong し た SM の interactions between molecules が stabilization さ れ, lipids ラ フ ト form が promote さ れ る と presumption さ れ た.

项目成果

NMR-based conformational analysis of sphingomyelin in bicelles

• DOI: 10.1016/j.bmc.2011.11.001
• 发表时间: 2012-01-01
• 期刊: BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY
• 影响因子: 3.5
• 作者: Yamaguchi, Toshiyuki;Suzuki, Takashi;Murata, Michio
• 通讯作者: Murata, Michio

固体NMRによる脂質膜中におけるスフィンゴミエリンの立体配座解析

通过固态核磁共振对脂质膜中的鞘磷脂进行构象分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 山口敏幸;前田佳子;松森信明;村田道雄
• 通讯作者: 村田道雄

固体NMRを用いた脂質ラフトにおけるスフィンゴミエリン頭部の配向解析

使用固态 NMR 分析脂筏中鞘磷脂头的方向

• 发表时间: 2011
• 作者: 山口敏幸;前田佳子;松森信明;大石徹;村田道雄
• 通讯作者: 村田道雄

NMR-based conformational analysis of sphingomyelin in lipid rafts

基于 NMR 的脂筏中鞘磷脂的构象分析

• 发表时间: 2011
• 作者: T.Yamaguchi;Y.Maeta;N.Matsumori;M.Murata
• 通讯作者: M.Murata

Conformations of spermine in adenosine triphosphate complex : The structural basis for weak bimolecular interactions of major cellular electrolytes

三磷酸腺苷复合物中精胺的构象：主要细胞电解质弱双分子相互作用的结构基础

• DOI: 10.1002/chem.201002759
• 发表时间: 2011
• 期刊: Chem.Eur.J.
• 作者: Maruyoshi;K.;et al
• 通讯作者: et al