アミノ酸由来配位子の脂質膜界面における超分子構造制御と人工酵素リポソームへの応用

脂膜界面氨基酸衍生配体超分子结构的控制及其在人工酶脂质体中的应用

基本信息

批准号：
06J09183
负责人：
安原主馬
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、アミノ酸部位を組み込んだ合成ペプチド脂質および天然リン脂質が形成する脂質二分子膜ベシクル(リポソーム)の膜界面の特性を利用して、分子認識を組み合わせた人工の酵素反応システムを構築することを目的として研究を推進し、今年度は以下の研究成果を得た。・人工レセプターと酵素の連係による触媒機能の制御細胞膜上において、膜タンパク質は周辺脂質分子の集合状態を認識して活性制御を行っていることが知られている。そこで、前年度に開発を行った光応答性レセプター分子を利用した脂質膜物性の制御を利用した触媒機能制御について検討した。その結果、光照射によって脂質分子のパッキングや膜物性をコントロールことが可能であることが明らかとなった。この知見と、膜物性を認識することができる酵素とを連係させることで、光刺激による触媒機能の制御が可能となる。・論理応答が可能な人工酵素システムへの展開天然の膜タンパク質は、その超分子構造を外部刺激に応じて変化させることで機能スイッチングを行っている。そこで本研究では、外界からのシグナル入力や外部環境変化を認識して超分子構造を変化させることで、人工酵素システムに対し論理応答特性を付与した。ここでは、両親媒性ポリマー分子をモデル酵素タンパク質として外部信号に応答した超分子構造制御に関する検討を行った。その結果ポリマー分子は、リポソームの膜物性や脂質組成の違いを認識することにより脂質膜中において超分子構造体を形成することが明らかになった。この知見と前項で述べた光応答性人工レセプター分子を組み合わせることで、複数の入力信号に応答する人工酵素リポソームシステムの構築が可能となる。

在本研究中，我们将利用由掺有氨基酸位点的合成肽脂质和天然磷脂形成的脂质双层膜囊泡（脂质体）的膜界面特性，构建结合分子识别的人工酶反应系统。为实现这一目标，今年取得了以下研究成果。・通过人工受体和酶的相互作用控制催化功能众所周知，细胞膜上的膜蛋白识别周围脂质分子的组装状态并控制其活性。因此，我们研究了通过使用前一年开发的光响应受体分子控制脂质膜的物理性质来控制催化功能。结果表明，通过光照射可以控制脂质分子堆积和膜特性。通过将这些知识与能够识别膜特性的酶联系起来，就可以通过光刺激来控制催化功能。・开发出能够进行逻辑响应的人工酶系统天然膜蛋白通过响应外部刺激改变其超分子结构来进行功能转换。因此，在本研究中，我们通过改变超分子结构来赋予人工酶系统逻辑响应特性，以识别来自外界的信号输入和外部环境的变化。在这里，我们使用两亲性聚合物分子作为模型酶蛋白研究了响应外部信号的超分子结构控制。结果表明，聚合物分子通过识别脂质体的膜特性和脂质组成的差异，在脂质膜中形成超分子结构。通过将这些知识与上一节中描述的光响应人工受体分子相结合，可以构建响应多个输入信号的人工酶脂质体系统。