ハイブリッド脂質の界線吸着より紐解く生体膜のナノドメイン形成原理

混合脂质的边界线吸附揭示生物膜中纳米域形成的原理

• 批准号: 17J09223
• 负责人: 平城 慎也
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09223/
• 关键词: 脂質二分子膜ベシクル; ドメイン; 油/水界面膜; 界線活性分子; 線張力; 二分子膜ベシクル

生体膜のラフトと呼ばれるナノドメインは、膜の高度な機能の場として注目されている。ドメインの境界線にはpN程度の過剰エネルギー；線張力が生じており、線張力に寄与する以下の2つの因子；界線を収縮させる“接触エネルギー“と界線を伸長させる”双極子間斥力”の拮抗によりドメインの形態（形状とサイズ）が決まると予想されている。そこで本研究では、生体膜のモデルとしてリン脂質やコレステロールからなる単分子膜や二分子膜を対象に選び、ドメイン形成や形態と線張力との関わりを詳細に検討した。１．単分子膜系：界面張力法、X線反射率法、ブリュースター角顕微鏡を組み合わせることで、コレステロールとリン脂質が凝集した高分子密度膜領域にリン脂質に富む数μm程度の低密度ドメインが分散した不均一構造を形成することが判明した。ドメイン内外の正確な組成も定量することに成功し、ドメイン形態がドメイン内外の分子混合状態と相関していることを実証した。その一方で、接触エネルギーと双極子間斥力を見積もるのに使われる従来の理論式が、混合系における両物性値を算出するのに適しておらず、更なる改良が必要であることも見出された。２．二分子膜系：前年度末、コーネル大学にて行った飽和脂質、不飽和脂質及びコレステロールからなる二分子膜を対象とした線張力計測実験の結果を再解析した。その結果、ドメイン内外の厚みの差が線張力に大きな影響を与えることを実験的に見出した。一方で、実験値と従来の理論より算出された理論値との値は大きく隔たっており、こちらの系でも理論式の見直しが必要であることが示唆された。

The biological membrane has a high functional field. The boundary line of the boundary line has the following two factors: the line tension is generated, and the boundary line is contracted. The opposition between the boundary line and the dipole repulsion is determined by the shape of the boundary line. In this study, the relationship between lipid, lipid and molecular membrane, molecular membrane and molecular membrane was discussed in detail. 1. Single molecular film system: interfacial tension method, X-ray reflectance method, angle microscope assembly, aggregation of lipids, high molecular density film field, low density of lipids, dispersion of heterogeneous structure formation. The correct composition of the molecules inside and outside the cell is successfully demonstrated. The theoretical formula for calculating the physical properties of a mixed system is necessary. 2. Two molecular membrane systems: the end of the previous year, the university of u.s. saturated lipids, unsaturated lipids and u.s. molecular membrane imaging and line tension measurement results were reanalyzed. As a result, the thickness difference between the inside and the outside of the wire has a large impact on the wire tension. The theoretical value of a square is calculated by calculating the theoretical value of a square. The theoretical value of a square is calculated by calculating the theoretical value of a square.

项目成果

Line Tension for Ternary DSPC/DOPC/Chol and bSM/DOPC/Chol Bilayers

三元 DSPC/DOPC/Chol 和 bSM/DOPC/Chol 双层的线张力

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Hiraki;G. W. Feigenson;T. Takiue
• 通讯作者: T. Takiue

Domain formation in adsorbed film at oil/water interface studied by interfacial tensiometry and X-ray reflectometry

利用界面张力测定法和 X 射线反射测定法研究油/水界面吸附膜中域的形成

• 发表时间: 2017
• 作者: M. Tsuura;A. Shuto;S. Hiraki;Y. Imai;H. Sakamoto;M. Aratono;H. Tanida;K. Nitta;T. Uruga;T. Takiue;平城慎也;平城慎也;平城慎也;平城 慎也;S. Hiraki
• 通讯作者: S. Hiraki

界面膜の不均一構造と線張力

界面膜的异质结构与线张力

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Mitani;Y. Imai;T. Ina;K. Nitta;H. Tanida;T. Uruga;H. Matsubara;M. Aratono;T. Takiue;瀧上隆智
• 通讯作者: 瀧上隆智

Surface freezing and molecular miscibility of binary fluoroalkanol-alkanol liquid mixture

二元氟烷醇-烷醇液体混合物的表面冷冻和分子混溶性

• DOI: 10.1016/j.colsurfa.2017.04.047
• 发表时间: 2017
• 期刊: Colloids and Surfaces A
• 作者: M. Tsuura;A. Shuto;S. Hiraki;Y. Imai;H. Sakamoto;M. Aratono;H. Tanida;K. Nitta;T. Uruga;T. Takiue
• 通讯作者: T. Takiue

DSPC/DOPC/Chol 及びbrain-SM/DOPC/Chol 三成分混合二分子膜ベシクルでの 線張力に関する研究

DSPC/DOPC/Chol和brain-SM/DOPC/Chol三元混合双层囊泡线性张力的研究

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Tsuura;A. Shuto;S. Hiraki;Y. Imai;H. Sakamoto;M. Aratono;H. Tanida;K. Nitta;T. Uruga;T. Takiue;平城慎也;平城慎也;平城慎也
• 通讯作者: 平城慎也