二分子膜ハイドロゲルの創成に基づく蛋白質機能の時空間制御

基于双层水凝胶的蛋白质功能的时空控制

基本信息

批准号：
11167264
负责人：
君塚信夫
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

我々は"分子組織性ハイドロゲル"を開発し、その基本特性を解明することを目的として、複数のアミド基を含み、かつグルタミン酸骨格を有するカチオン型脂質を合成した。その結果、従来の二分子膜形成化合物に比べて短いアルキル鎖(C_8:短鎖型脂質)ならびにイソプロピル基を疎水部側に導入した分岐型脂質に過塩素酸アニオン、ナフタレンスルホン酸などの疎水性アニオンを添加すると、ハイドロゲルが得られることが判った。これらの分散水溶液(1^〜2mM)について電子顕微鏡観察を行ったところ、幅8-10nm、長さ3μm以上のファイバー状会合体を基本とする網目状構造が観測された。これらの会合形態は二分子膜に特徴的なものであり、疎水性アニオンの添加によって、これらの短鎖型脂質や分岐型脂質が発達したファイバー状架橋構造を与えたことが判る。従来型の二分子膜形成化合物においては、このようなハイドロゲル形成が認められないことから、(i)結晶性を低めた疎水部構造、(ii)疎水性のイオンペアから成る親水部、かつ(iii)発達した水素結合ネットワークの形成が分子組織性ハイドロゲルを得るための条件であることが判った。ゲルを加熱すると、60-75℃の領域で溶解してゾルとなり、その後さらに加熱すると急激に白濁した。この変化は可逆的であり、冷却すると白濁が消失して元の均一なハイドロゲルが得られた。このように、分子組織性ハイドロゲルは、分子構造に依存して多様な物性・構造特性を示すことが明らかとなった。

我们开发了一种“分子组织水凝胶”，并合成了含有多个酰胺基团和谷氨酸骨架的阳离子脂质，以阐明其基本特性。结果，与传统的双层膜形成化合物相比，具有较短烷基链（C_8：短链脂质）和引入疏水部分的异丙基的支化脂质具有高氯酸根阴离子和萘磺酸等疏水性。发现添加阴离子会产生水凝胶。当使用电子显微镜观察这些水分散体(1^-2mM)时，观察到基于宽度为8-10nm、长度为3μm以上的纤维聚集体的网络结构。这些缔合形式是双层膜的特征，可以看出，疏水性阴离子的添加使这些短链脂质和支化脂质形成了发达的纤维状交联结构。在传统的双层膜形成化合物中，没有观察到这种水凝胶的形成。 iii)发现形成良好的氢键网络是获得分子组织的水凝胶的条件。当凝胶受热时，在60-75℃范围内熔化成溶胶，当进一步加热时，它迅速变得浑浊。这种变化是可逆的，冷却后浑浊消失，得到原来的均质水凝胶。通过这种方式，很明显，分子组织的水凝胶根据其分子结构表现出多种物理和结构特性。