脂質分子集合体の融合、分裂のダイナミクスの数値的研究

脂质分子组装体融合与裂变动力学的数值研究

基本信息

批准号：
00J02321
负责人：
野口博司
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J02321/
关键词：
両親媒性分子自己集合膜融合ベシクル分子シミュレーション

项目摘要

前年度までに構築した脂質分子模型を用いて、二重膜構造をもった小胞(ベシクル)の力学的な力によるベシクルの融合のダイナミクスを明らかにした。融合経路は中間の準安定状態として、両ベシクルの内膜が2分子膜を構成する経路と中間体を形成せずに直接融合する経路の2通りがあることが分かった。力が大きい場合は後者の経路のみが見られる。弱い力の元ではこの2つの経路は確率的に決まる。前者の経路で得られた中間体はストーク模型で予想されていた中間体の構造と似ている。この融合経路は前年度の計算で得られた自発的な融合で得られた経路と異なる。このように融合経路は融合を誘起する要因に依存する。生体内でも複数の融合経路を使い分けている可能性がある。また、ゲル相で観察される多面体の形状のベシクルを数値計算を用いて調べた。これまでの模型に新しい単分子膜の曲率ポテンシャルを考え、加えた。その結果、4面体や立方体など、多数の多面体状ベシクルを得ることができた。このような形状は単分子膜の自発曲率によって調整することができる。多面体の稜での膜の構造などを明らかにした。今後、実験でも様々な形状の多面体ベシクルが得られることが期待される。

利用前一年构建的脂质分子模型，我们阐明了具有双膜结构的囊泡由于机械力而融合的动力学。研究发现，存在两种融合途径，一种是两个囊泡的内膜形成双层膜，另一种是囊泡直接融合而不形成中间体。对于大部队来说，只能看到后一条路。在弱力作用下，这两条路径是随机确定的。前一种路线获得的中间体具有与Stork模型预测的结构相似的结构。这个融合路径与前一年计算得到的自发融合得到的路径不同。因此，融合途径取决于诱导融合的因素。体内有可能选择性地使用多种融合途径。我们还使用数值计算研究了在凝胶相中观察到的多面体囊泡。考虑了单层的新曲率势并将其添加到现有模型中。结果，我们获得了许多多面体囊泡，例如四面体和立方体。这种形状可以通过单层的自发曲率来调节。多面体边缘的膜结构得到了阐明。预计未来将在实验中获得各种形状的多面体囊泡。