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生体モデル膜における脂質の膜動態解析に基づく脂質非対称性の生理的意義の解明

基于生物模型膜中脂质的膜动力学分析阐明脂质不对称的生理意义

基本信息

批准号：
22K05329
负责人：
安田智一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

生体膜の内葉と外葉で非対称に分布する脂質が、その膜動態を介して生理機能の発現にどのように関与するのか、その分子基盤は未解明である。そこで、本研究では脂質分布の非対称性が長時間維持されるモデル膜の作製法を確立し、脂質プローブを用いた多様な計測手法によって、内外葉を構成する各脂質の動的挙動を観測することによって、脂質分布の非対称性がもたらす膜動態を明らかにすることを目的とした。本年度は、シクロデキストリン法によって外葉にスフィンゴミエリン、内葉にホスファチジルエタノールアミン (PE) またはホスファチジルコリン（PC）を配置した (コレステロールは両葉に分布) 非対称モデル膜を作製した。シフト試薬を用いた固体NMRや発色試薬によるPEの標識によって、内外葉への脂質の分配比を正確に見積り、生体膜に近い膜環境を再現することに成功した。そして、蛍光標識脂質を内外葉に選択的に導入し、蛍光寿命測定によって各小葉の脂質組成を有する対称膜の膜動態と比較した。その結果、PE膜、PC膜ともに外葉のオーダーはほぼ同じであったが、内葉は対称膜より大きいオーダーを示した。また、それら平均蛍光寿命値の差から外葉が内葉のオーダーに与える影響はPC膜に比べてPE膜の方が小さいことが示された。そして、重水素標識脂質を用いた固体NMR測定で観測した分子レベルの脂質の動的挙動からも同様の傾向が確認された。これはPEが水素結合供与基であるアミノ基を有し、PCに比べて分子同士が側方間で密にパッキングするため、膜小葉間の相互作用の影響を受けにくいためと推定される。このように本研究では、非対称モデル膜を構成する脂質の動態を選択的に観測することで、小葉間の脂質相互作用の違いが生理機能の発現に重要な役割を果たしていることが示唆された。

The asymmetric distribution of lipids and membrane dynamics in the inner and outer lobes of the somatic membrane is not yet understood. In this study, we established a method for measuring the asymmetry of lipid distribution over a long period of time, and used multiple measurement methods to measure the movement of each lipid in the inner and outer leaves. This year, the outer lobe of the tree is divided into two parts: the inner lobe and the outer lobe. The inner lobe is divided into two parts: the outer lobe and the inner lobe. The inner lobe is divided into three parts: the inner lobe and the outer lobe. The inner lobe is divided into three parts: the outer lobe and the inner lobe. The inner lobe is divided into three parts: the inner lobe and the outer lobe. The outer lobe is divided into three parts. The inner lobe is divided into three parts: the inner lobe and the outer lobe. The inner lobe is divided into three parts. The outer lobe is divided into three parts. The inner lobe The results of the solid state NMR analysis of PE and the distribution ratio of lipids in the inner and outer leaves were successful. The membrane dynamics of the lipid composition of the inner and outer lobes were compared. The results of PE film and PC film are as follows: The difference between the average luminous lifetime of the outer lobe and the inner lobe is smaller than that of the PE film. The tendency of lipid movability to change from molecular to molecular was confirmed by solid-state NMR measurements of heavy hydrocarbons. The interaction between PE and PC molecules is presumed to be more sensitive than that between PE and PC molecules. This study demonstrates the importance of lipid interactions in the development of physiological functions.