生体由来ナノ粒子間の短距離・長距離相互作用と温度及び溶媒効果

生物纳米粒子与温度和溶剂效应之间的短程和长程相互作用

基本信息

批准号：
18740264
负责人：
佐藤高彰
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Shinshu University (2007)Waseda University (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740264/
关键词：
小角散乱法動的光散乱法マルチスペックル観測蛋白質間相互作用ヘモグロビン小胞体人工酸素運搬体人工赤血球構造因子化学物理ソフトマター物理生体関連高分子ナノ計測蛋白質の構造・機能医療応用(酸素輸液)小角散乱法・動的光散乱誘電分光法

项目摘要

天然球状蛋白質群の「分子間相互作用形態」「相互作用ポテンシャルと蛋自質固有の機能との相関」「特異なサイト間相互作用を利した自己組織化機構」について,小角散乱法による解明に引き続き取り組みながら,今年度の重点課題として,人工赤血球として機能するヘモグロビン小胞体(HbV)の構造とダイナミクスについて小角散乱法と動的光散乱法の最新手法を適用して検討した。HbV希薄分散液系の散乱光強度相関関数に対するORT分析(逆ラプラス変換法)から,体積分布に換算した平均流体力学直径238mmと標準偏差20nmを得た。また,Hbを内包しないモデル系であるベシクル分散液の小角散乱データに対するIFT分析(逆フーリエ変換分析)によって膜中の電子密度プロファイルをモデルフリーに評価し,脂質膜内部構造の詳細を明らかにした。HbVの散乱曲線小角部分は動的光散乱の結果と相補的に平均半径120nmの多分散球の散乱関数によって説明出来るが,広角部分にはHbV内部の電子密度揺らぎに起因する余剰散乱が観測される。ここに見出されたHb間相互作用ピーク(構造因子ピーク)の位置,高さ,広がりを検討から,HbV内水相中のHb間相互作用ポテンシャルは内水相への閉じ込め効果をほとんど受けておらず,バルクHb溶液中とほぼ同一であることを確認した。濃厚HbV分散液に関し,特殊な超薄膜セルを用いて多重散乱の影響を除去し,希釈無しにHbV粒子の拡散ダイナミクスの観測に成功,また,マルチスペックル観測によって各種水溶性高分子(代用血漿剤)の存在下で誘発される小胞体間の親和相互作用に関する知見を蓄積した。今年度の取り組みによって,「溶液科学・コロイド/ソフトマター物理学」と「生体医工学(特に医療応用に特化したナノ材料)」の異分野間で知見を相互フィードバックする展開の布石となる研究を進展させることが出来たと考える。

使用小角度散射来阐明“分子间相互作用的形式”、“相互作用势与蛋白质特异性功能之间的相关性”以及“利用天然位点之间独特相互作用的自组装机制”继续我们的努力，作为今年的优先课题，我们应用了最新的小角散射和动态光散射技术来研究血红蛋白内质网（HbV）的结构和动力学，其功能是人造红血。细胞。从HbV稀分散体系的散射光强度相关函数的ORT分析（拉普拉斯逆变换法）可知，换算成体积分布的平均流体动力学直径为238mm，标准偏差为20nm。此外，通过对囊泡分散体的小角散射数据进行 IFT 分析（逆傅立叶变换分析），对膜中的电子密度分布进行了无模型评估，该囊泡分散体是不含 Hb 的模型系统，详细内容如下：阐明了脂质膜的内部结构。 HbV散射曲线的小角度部分可以用平均半径为120 nm的多分散球体的散射函数来解释，与动态光散射的结果互补，但在广角部分，由于观察到 HbV 内部电子密度的波动。考虑到此处发现的 Hb-Hb 相互作用峰（结构因子峰）的位置、高度和分布，我们发现 HbV 内水相中的 Hb-Hb 相互作用势主要受到内部水相中的限制效应的影响已证实 Hb 的浓度与本体 Hb 溶液中的浓度几乎相同。对于浓缩的 HbV 分散体，我们通过使用特殊的超薄膜细胞消除多重散射的影响，成功地观察了未经稀释的 HbV 颗粒的扩散动力学，我们积累了有关存在时诱导的内质网之间的亲和相互作用的知识。这些代理。通过今年的努力，研究将为“溶液科学/胶体/软物质物理”和“生物医学工程（特别是专门用于医疗应用的纳米材料）”不同领域之间知识的相互反馈的发展奠定基础。能够取得进步。