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

开发脂质双层定向方法来阐明生物膜上发生的相互作用

基本信息

批准号：
15710171
负责人：
菊地淳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

最初，主要关注的是膜结合蛋白和脂质双层膜等高分子物质之间的相互作用的分析，与低分子物质的相互作用的分析被认为是次要主题。活的有机体。因此，生物体通过动态控制作为生物体与外界的边界的脂膜的超分子结构来适应外部环境，并与相容性溶质的积累和低分子物质的质量变化同步。他自己的研究方向是开发一种用统一的稳定同位素标记生物体的方法，并开发一种利用该方法同时测量低分子物质（代谢组学）的方法。方法论得以发展。详情如下。 1.生物体均相稳定同位素标记技术及其NMR代谢组学的开发通过在^ 13 CO_2气氛中或在^ 15 N无机盐和^ 13 C葡萄糖存在下生长高等植物，我们发现了。大约 50-95% 的统一稳定同位素标记是可能的，具体取决于生长天数。事实上，我们使用多维 NMR 代谢组学比较了均匀稳定标记的 EtOH 敏感突变体与野生型菌株，并能够确认相容溶质（如 Pro 和 GABA）的积累，以及脂质分子组成的变化。。 2.与环境响应相关的相容溶质与磁取向膜之间的相互作用分析我们使用上述Pro、GABA、熊果苷、海藻糖等相容溶质以及申请人开发的磁取向膜来分析这些小分子之间的相互作用。确认其存在。因此，我们认为与个体生物体的环境反应相关的代谢物的变化与脂质膜结构的变化有关。 3. 掺杂均匀稳定同位素标记脂质^2H的磁性取向膜的相互作用分析通过从均匀稳定同位素标记的光合细菌中分离泛醌并将其掺杂到申请人开发的磁性取向膜中，可以分析动力学。处于跨膜状态。