油水界面のリン脂質単分子膜：構造の定量分析と生体膜の物理学

油水界面的磷脂单层：生物膜结构和物理的定量分析

基本信息

批准号：
22K05179
负责人：
片岡知歩
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05179/
关键词：
リン脂質膜油中性脂質油水界面単分子膜

项目摘要

本研究課題で明らかにしたい問いの一つは、油水界面に形成されたリン脂質単分子膜への油の侵入度合いである。そこで、ホスファチジルコリン単分子膜と炭化水素との相互作用を研究した。炭化水素には直鎖アルカンおよび芳香族炭化水素を用いた。そして界面張力のデータから、炭化水素の種類に応じて脂質―炭化水素間の相互作用の強さが大きく変化することを明らかにした。また、アシル基の構造が異なる二種類のホスファチジルコリンを用いて実験を行った。その結果、どちらのリン脂質も炭化水素と同じような強さで相互作用することが明らかとなった。本研究課題で理解したいもう一つの問いは、脂肪滴界面でのリン脂質と中性脂質との相互作用である。そこで蛍光顕微鏡を用いて、リン脂質二分子膜と中性脂質との相互作用を研究した。脂肪滴界面はリン脂質単分子膜で覆われている。この構造はリン脂質二分子膜から発生することが知られているが、発生メカニズムの詳細は未解明である。従って、脂肪滴発生のメカニズムを、物理化学的観点から研究することは大変重要である。本研究では、脂肪滴形成初期に起こると考えられている現象をモデル膜上で再現することに成功した。このモデル実験系を用いて、脂肪滴形成に伴うリン脂質二分子膜の時間変化を捉え、さらに、多数の脂肪滴モデルを計測することによって、統計的データを取得することができた。この実験系を用いると、数百から数千個のモデル脂肪滴を同時に測定することができるので、モデル脂肪滴の統計的解析が可能になると考えられる。

在这个研究项目中我们想澄清的问题之一是油渗透到油水界面形成的磷脂单层的程度。因此，我们研究了磷脂酰胆碱单层与碳氢化合物之间的相互作用。作为烃，使用直链烷烃、芳香族烃。利用界面张力数据，他们揭示了脂质-碳氢化合物相互作用的强度根据碳氢化合物的类型而变化很大。此外，还使用两种具有不同酰基结构的磷脂酰胆碱进行了实验。结果表明，两种磷脂与碳氢化合物的相互作用强度相似。在这个研究项目中我们想了解的另一个问题是磷脂和中性脂质在脂滴界面处的相互作用。因此，我们使用荧光显微镜来研究磷脂双层膜和中性脂质之间的相互作用。脂滴界面被磷脂单层覆盖。已知这种结构是由磷脂双层膜产生的，但产生机制的细节仍然未知。因此，从物理化学角度研究脂滴生成机制非常重要。在这项研究中，我们成功地在模型膜上重现了脂滴形成早期阶段发生的现象。使用该模型实验系统，我们能够捕获与脂滴形成相关的磷脂双层膜的时间变化，并通过测量大量的脂滴模型，我们能够获得统计数据。利用该实验系统，可以同时测量数百至数千个模型脂滴，因此模型脂滴的统计分析将成为可能。