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. 我们设计了几种以pH依赖性方式改变立方相结构稳定性的肽，并使用小角X射线散射测量了这些肽与形成立方相的单油酸甘油酯（MO）膜之间的相互作用（ SAXS) 进行了研究。首先，我们研究了 Ac-EWLFLLE（一种新设计和合成的肽-1）与 MO 膜之间的相互作用。 MO膜在pH 8.0时形成立方Q^<224>相，但肽-1以高浓度存在（R[大于或等于】0.011，其中R为肽与脂质MO的摩尔比），形成另一个立方相，即Q^<229>相（即随着肽浓度的增加，R=0.011从Q^<224>相转变相到 Q^<229> 相）。 Peptide-1与电中性MO膜的界面结合，由于肽的谷氨酸的负电荷，Q由于其膜表面电荷引起的静电相互作用而使膜带负电。 Q^<229> 相变得比 ^<224> 相更稳定，从而导致了这种相变。接下来，我们研究了 MO/peptide-1 (R=0.020) 的膜结构和相稳定性的 pH 依赖性。结果发现，在pH 7.2或更高时形成Q^<229>相，而在pH7.0或更低时形成Q^<224>相。此外，我们合成了除peptide-1之外的两种类型的肽，发现它们也在不同pH值下引起MO/肽膜从Q^<229>相到Q^<224>相的相变。如上所述，我们成功设计了一种肽，该肽以 pH 依赖性方式改变立方相的结构稳定性。 2.通过小角X射线散射研究H^+与带负电的二油酰磷脂酰丝氨酸(DOPS)和MO的混合膜(DOPS/MO膜)中的多层脂质体(MLV)的相互作用。当含有中性L_α相的DOPS/MO-MLV水溶液的pH值降低时，DOPS/MO薄膜在pH 3.0以下发生相变至立方相（Q^<224>相） 。相反，我们发现，当含有在低pH值下形成立方相的DOPS/MO薄膜的水溶液的pH值升高时，它会经历向中性L_α相的相变。结果发现，pH 变化引起的相变是可逆的（论文正在准备提交）。

项目成果

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.

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.

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

ナノテクのためのバイオ入門

纳米技术生物学简介

• 发表时间: 2007
• 作者: 宇理須恒雄;荻野俊郎;他20名
• 通讯作者: 他20名

Single GUV method reveals interaction of tea catechin (-)-epigallocatechin gallate with lipid membranes

• DOI: 10.1529/biophysj.106.097105
• 发表时间: 2007-05-01
• 期刊: BIOPHYSICAL JOURNAL
• 影响因子: 3.4
• 作者: Tamba, Yukihiro;Ohba, Shinya;Yamazaki, Masahito
• 通讯作者: Yamazaki, Masahito