JPH06234626A - Polymerizable proteoliposome - Google Patents

Polymerizable proteoliposome

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JPH06234626A
JPH06234626A JP2145193A JP2145193A JPH06234626A JP H06234626 A JPH06234626 A JP H06234626A JP 2145193 A JP2145193 A JP 2145193A JP 2145193 A JP2145193 A JP 2145193A JP H06234626 A JPH06234626 A JP H06234626A
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JP
Japan
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polymerizable
protein
proteoliposome
polymerization
function
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Application number
JP2145193A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuko Tomita
康子 富田
Junji Oyama
淳史 大山
Takeshi Nomoto
毅 野本
Tomoko Maruyama
朋子 丸山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To obtain a polymerizable proteoliposome imparted with stability by the introduction of polymerizable functional group and resistant to the deterioration of the acquired function of protein. CONSTITUTION:This polymerizable proteoliposome contains a polymerizable phospholipid of the formula [one or both of R1 and R2 are acyl of the formula R'-CH=CHCH=CHCO (R' is 5-17C alkyl) or one is the above acyl and the other is a saturated or unsaturated 10-22C fatty acid residue] and a protein capable of being supported with the liposome membrane constituted of the polymerizable phospholipid. When bacteriorhodopsin which is a membraneous protein transporting proton with light is used as the protein to be supported, the function of the protein cannot be developed because the proton concentration gradient formed by the light-irradiation of bacteriorhodopsin is not maintained in a state of monomer before polymerization. The function is first developed by polymerization and the development of the function and the extent of developed function of the protein can be controlled by controlling the polymerization degree. The particle size of liposome is also controllable by starting the polymerization when the particle diameter reaches the desired level.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光およびラジカル開始
剤にて重合可能なジエン基を官能基として有するホスホ
リルコリン型リン脂質からなるリポソームに、種々の機
能を持った蛋白質を担持させた重合性プロテオリポソー
ムに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a polymerizable liposome having a phosphorylcholine-type phospholipid having a diene group as a functional group, which is polymerizable by light and a radical initiator, and carrying a protein having various functions. It relates to proteoliposomes.

【0002】[0002]

【従来の技術】脂質膜による閉鎖小胞であるリポソーム
は、その内腔中あるいは膜中に様々な物質を包含するこ
とができる。そこで、この特性を利用してリポソームを
薬物の生体内運搬体として用いるための数多くの研究が
行われている。また、リポソームは生体膜のモデルとし
ても有用であり、リポソーム単独で、あるいは種々の膜
蛋白質を脂質膜に固定したプロテオリポソームとして、
物質輸送、エネルギー変換、情報伝達など生体膜の生物
物理的な諸性質の研究に広く利用されている。更に最近
では、化粧品や食品分野においてもその応用が進められ
ている。
BACKGROUND ART Liposomes, which are vesicles closed by lipid membranes, can contain various substances in their lumens or membranes. Therefore, many studies have been conducted to utilize the liposome as an in-vivo drug carrier by utilizing this property. In addition, liposomes are also useful as a model of biological membranes, and as liposomes alone or as proteoliposomes in which various membrane proteins are immobilized on lipid membranes,
It is widely used to study the biophysical properties of biological membranes such as mass transport, energy conversion, and information transmission. More recently, its application has been promoted in the fields of cosmetics and foods.

【0003】しかしながら、リポソームの応用を進めて
いくうえで、その機械的、物理的安定性が問題となって
いる。すなわち、リポソームの構造を形成しているのは
リン脂質などの両親媒性物質の疎水的な凝集力だけであ
り、膜構造を維持するための結合力が微弱で、不安定で
あるということが問題となっている。リポソームを前述
した様々な分野に広く応用するためには、この不安定性
を改善することが不可欠であり、そのための技術が強く
要望されている。
However, the mechanical and physical stability of liposomes has become a problem in the application of liposomes. In other words, it is only the hydrophobic cohesive force of amphipathic substances such as phospholipids that forms the structure of liposomes, and the binding force for maintaining the membrane structure is weak and unstable. It's a problem. In order to widely apply the liposomes to the various fields mentioned above, it is indispensable to improve this instability, and a technique for that purpose is strongly demanded.

【0004】このようなリポソームの不安定性を改善す
るという要望に対して、リポソームを構成するリン脂質
分子に光重合性官能基を導入し、リポソームを構成した
後、光照射により重合して高分子化し、その構造を安定
化する技術が提案され、注目を集めている。
In response to the demand for improving the instability of such liposomes, a photopolymerizable functional group is introduced into the phospholipid molecule constituting the liposome to form the liposome, which is then polymerized by irradiation with light to form a polymer. Has been proposed and a technique for stabilizing the structure has been attracting attention.

【0005】具体的には、代表的なリン脂質であるレシ
チンにジアセチレン基(J.Polmy.Sci.,Polym.Lett.Ed.,
19,95(1981) )、ジエン基(Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,
20,90(1981) )、スチレン基(J.Am.Chem.Soc.,104,456
(1982))、メタクリル(J.Am.Chem.Soc.,104,791(198
2))などの光重合性官能基を導入したものが考案されて
いる。更には、重合性官能基であるジエン基を疎水性ア
ルキル鎖のうちの一方にのみ導入したリン脂質も提案さ
れている(特開昭62−81394号公報)。
Specifically, a typical phospholipid, lecithin, has a diacetylene group (J. Polmy. Sci., Polym. Lett. Ed.,
19,95 (1981)), diene group (Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,
20,90 (1981)), styrene group (J.Am.Chem.Soc., 104,456
(1982)), methacrylic (J. Am. Chem. Soc., 104, 791 (198
Those in which a photopolymerizable functional group such as 2)) is introduced have been devised. Furthermore, a phospholipid in which a diene group, which is a polymerizable functional group, is introduced into only one of the hydrophobic alkyl chains has been proposed (JP-A-62-81394).

【0006】また、このような重合性リポソームに蛋白
質を担持させた例として、ジアセチレン基を導入したリ
ン脂質と光応答性蛋白質であるバクテリオロドプシンか
らなる重合性プロテオリポソーム(FEBS Lett.154,1,5
(1983) )、同じくジアセチレン基を導入したリン脂質
とATP合成酵素からなる重合性プロテオリポソーム
(FEBS Lett.132,2,313(1983) )などが挙げられる。
[0006] As an example of supporting a protein on such a polymerizable liposome, a polymerizable proteoliposome (FEBS Lett.154,1) composed of a phospholipid having a diacetylene group introduced thereinto and a bacteriorhodopsin which is a photoresponsive protein is used. ,Five
(1983)), and a polymerizable proteoliposome (FEBS Lett. 132, 2, 313 (1983)), which also comprises a phospholipid into which a diacetylene group is introduced and ATP synthase.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の重合性プロテオ
リポソームは、ともにジアセチレン誘導体を含有するも
のであり、重合性官能基がアルキル基の中央に位置し、
しかも共役不飽和結合を生ずるため、リポソーム構造が
剛直となってしまう。そのため、リポソーム中に蛋白質
を保持した時にその機能発現に悪影響を及ぼしてしまう
場合がある。
The above-mentioned polymerizable proteoliposomes both contain a diacetylene derivative, and the polymerizable functional group is located at the center of the alkyl group,
Moreover, since a conjugated unsaturated bond is generated, the liposome structure becomes rigid. Therefore, when the protein is retained in the liposome, the function may be adversely affected.

【0008】本発明はこの様な従来技術における課題を
解決すべくなされたものである。すなわち本発明の目的
は、重合性官能基を導入する等して安定性を付与したも
のであって、しかも保持した蛋白質の機能を損ねること
のない重合性プロテオリポソームを提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above problems in the prior art. That is, it is an object of the present invention to provide a polymerizable proteoliposome which is provided with stability by introducing a polymerizable functional group and which does not impair the function of the retained protein.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明によって達成される。すなわち本発明は、下記一般
式(1)で表される重合性リン脂質と、前記重合性リン
脂質が構成するリポソーム膜に担持可能な蛋白質を含む
重合性プロテオリポソームである。
The above object can be achieved by the present invention described below. That is, the present invention is a polymerizable proteoliposome containing a polymerizable phospholipid represented by the following general formula (1) and a protein that can be supported on a liposome membrane constituted by the polymerizable phospholipid.

【0010】[0010]

【化2】 [式中、R1 とR2 は、一方又は両方がR’−CH=C
HCH=CHCO−(ここでR’はC5 〜C17のアルキ
ル基を示す)で表わされるアシル基を示し、R1 とR2
の一方のみが前記アシル基の場合は、他の一方は飽和ま
たは不飽和のC10〜C22の脂肪酸残基を示す。]さらに
本発明は、前記リポソーム膜に担持可能な蛋白質がバク
テリオロドプシンである重合性プロテオリポソームであ
る。
[Chemical 2] [Wherein one or both of R 1 and R 2 are R′-CH═C
HCH = CHCO- (wherein R ′ represents a C 5 to C 17 alkyl group) represents an acyl group represented by R 1 and R 2
When only one of the above is an acyl group, the other one is a saturated or unsaturated C 10 to C 22 fatty acid residue. Further, the present invention is a polymerizable proteoliposome in which the protein that can be supported on the liposome membrane is bacteriorhodopsin.

【0011】本発明で用いる重合性のリン脂質は、重合
性官能基であるジエン基が疎水性アルキル鎖の根本、す
なわち最も親水基側に導入されており、従来までの重合
性プロテオリポソームのジアセチレン誘導体に比べ、長
鎖アルキル基に対する制限が少なく、より柔軟な構造を
有する。したがって、このような重合性リポソームに蛋
白質を保持した重合性プロテオリポソームにおいても蛋
白質の構造に対する立体的な負荷が少なく、蛋白質の機
能発現に対する悪影響も低減できる。
The polymerizable phospholipid used in the present invention has a diene group, which is a polymerizable functional group, introduced at the root of the hydrophobic alkyl chain, that is, at the most hydrophilic group side. Compared to acetylene derivatives, it has less restrictions on long-chain alkyl groups and has a more flexible structure. Therefore, even in a polymerizable proteoliposome in which a protein is retained in such a polymerizable liposome, the steric load on the protein structure is small, and the adverse effect on the functional expression of the protein can be reduced.

【0012】また、重合性官能基であるジエン基を2本
の疎水性アルキル鎖のうちの一方にのみ導入した重合性
リン脂質を用いた場合は、保持した蛋白質に対する負荷
をさらに少なくできる。このようなアルキル鎖の一本に
のみジエン基を導入した場合でも光照射等により重合が
進行して高分子化が可能であり、リポソーム構造を安定
化できる。
Further, when a polymerizable phospholipid in which a diene group which is a polymerizable functional group is introduced into only one of the two hydrophobic alkyl chains is used, the load on the retained protein can be further reduced. Even when a diene group is introduced into only one of such alkyl chains, the polymerization proceeds due to light irradiation or the like to allow polymerization, and the liposome structure can be stabilized.

【0013】本発明の重合性のリン脂質は、上記特長に
加えて残存する不飽和結合がより少ないという長所も持
っている。
The polymerizable phospholipid of the present invention has an advantage that less unsaturated bonds remain in addition to the above-mentioned characteristics.

【0014】さらに、本発明の重合性プロテオリポソー
ムは、従来までのジアセチレン誘導体を用いた重合性プ
ロテオリポソームとは異なり、リポソーム中に光によっ
てプロトンを輸送する膜蛋白質であるバクテリオロドプ
シンを保持した場合、重合前のモノマー状態ではバクテ
リオロドプシンへの光照射によって形成されたプロトン
の濃度勾配を維持できないため機能発揮できず、重合す
ることによって初めて機能発現が可能となる。したがっ
て、光などによる重合の有無および重合度をコントロー
ルすることにより蛋白質の機能発現およびその発現量を
制御できる。
Further, the polymerizable proteoliposome of the present invention differs from conventional polymerizable proteoliposomes using a diacetylene derivative in the case of retaining bacteriorhodopsin which is a membrane protein that transports protons by light in the liposome. In the pre-polymerization monomer state, the concentration gradient of protons formed by light irradiation to bacteriorhodopsin cannot be maintained, and therefore the function cannot be exerted, and the function can be expressed only by polymerization. Therefore, the functional expression of a protein and its expression level can be controlled by controlling the presence or absence of polymerization by light or the like and the degree of polymerization.

【0015】また、一般的にリポソームは、特にバクテ
リオロドプシンなどのような膜蛋白質を含むリポソーム
は、時間の経過とともに融合しやすく、経時的にその粒
径が増大していく場合がある。そのような場合、脂質と
して重合性脂質を用いると必要とされる粒径となった時
点で重合化することにより、更なる融合を停止すること
ができ、リポソームの粒径制御も可能となる。
[0015] In general, liposomes, particularly liposomes containing a membrane protein such as bacteriorhodopsin, tend to fuse with the passage of time, and their particle size may increase over time. In such a case, when a polymerizable lipid is used as the lipid, the fusion can be stopped by polymerizing at the time when the required particle size is reached, and the particle size of the liposome can be controlled.

【0016】本発明のプロテオリポソームを重合する方
法としては、紫外線またはガンマー線照射、あるいはA
IBN等のラジカル開始剤の添加などが挙げられ、その
重合条件はプロテオリポソームの所望とする特性や機能
を損なわない範囲内で適宜設定する。
As the method for polymerizing the proteoliposome of the present invention, ultraviolet or gamma ray irradiation or A
Addition of a radical initiator such as IBN may be mentioned, and the polymerization conditions thereof are appropriately set within a range that does not impair desired properties and functions of the proteoliposome.

【0017】本発明では、前記重合性脂質に加えて、所
望の特性を損なわない範囲内でリポソームを構成できる
他の脂質を添加することができ、そのような脂質とし
て、例えば以下のような公知の両親媒性をもつリン脂
質、糖脂質及び4級アンモニウム塩からなる脂質などが
利用できる。
In the present invention, in addition to the above-mentioned polymerizable lipid, other lipids capable of forming liposomes can be added within a range that does not impair the desired characteristics. The phospholipids, glycolipids, and quaternary ammonium salts having the amphipathic property described above can be used.

【0018】これらの膜形成能を持つ脂質分子は炭素が
8個以上の長鎖アルキル基と親水基とを有して構成さ
れ、親水基が例えば
These lipid molecules capable of forming a membrane are constituted by having a long-chain alkyl group having 8 or more carbon atoms and a hydrophilic group, and the hydrophilic group is, for example,

【0019】[0019]

【化3】 などのカチオン、例えば[Chemical 3] Cations, for example

【0020】[0020]

【化4】 などのアニオン、例えば[Chemical 4] Anions such as, for example

【0021】[0021]

【化5】 などの非イオン、例えば[Chemical 5] Non-ion such as, for example

【0022】[0022]

【化6】 などの双性イオンのいずれでも良い。[Chemical 6] Any zwitterion such as

【0023】これらの脂質材料のうち、ホスファチジル
コリン(レシチン)やホスファチジルエタノールアミ
ン、ジホスファチジルグリセロールなどのグリセロリン
脂質;スフィンゴミエリンやセラミドシリアチン等のス
フィンゴリン脂質;セレブドシド、スルファチド、セラ
ミドオリゴヘキソシド等のスフィンゴ糖脂質;および親
水基として炭水化物を含むグリコシルジアシルグリセロ
ール等のグリセロ糖脂質は好ましいものであり、中でも
グリセロリン脂質、スフィンゴリン脂質等のリン脂質は
特に好ましいものである。
Of these lipid materials, glycerophospholipids such as phosphatidylcholine (lecithin), phosphatidylethanolamine and diphosphatidylglycerol; sphingolipids such as sphingomyelin and ceramideciliatin; celebrideside, sulfatide, ceramide oligohexoside and the like. Glyceroglycolipids such as glycosphingolipids and glycosyldiacylglycerols containing carbohydrate as a hydrophilic group are preferred, and phospholipids such as glycerophospholipids and sphingophospholipids are particularly preferred.

【0024】なお、リポソーム形成用混合液には、所望
に応じて種々の物質をリポソームの形成を損なわない範
囲内で添加することができる。例えば、リポソームの膜
中または内腔中に含有させてその機能を利用する物質;
各種金属イオン;コレステロール、コレスタノールなど
のステロール類等の膜安定化剤;ステアリルアミン、ホ
スファチジン酸、ジセチルホスフェート等の荷電物質;
トコフェロール等の酸化防止剤等を挙げることができ
る。リポソームの脂質膜中にまたはその内腔中に含有さ
せてその機能を利用する物質としては、抗細菌性化合物
類、抗ウイルス性化合物類、抗真菌性化合物類、抗寄生
体化合物類、抗腫瘍性化合物類、ビタミン類、膜蛋白
質、酵素等の各種蛋白質、ホルモン類、放射線標識物
質、蛍光化合物類、多糖類、核酸類等を挙げることがで
きる。これらの添加物の含有量は、その使用目的に応じ
て決定される。膜安定化剤、荷電物質、酸化防止剤につ
いては、例えばリポソーム形成用材料1重量部に対し、
ステロール類を0〜2重量部、荷電物質を0〜0.5重
量部、酸化防止剤を0〜0.2重量部とするのが好まし
い。
If desired, various substances may be added to the liposome-forming mixed solution within a range that does not impair the formation of liposomes. For example, a substance that is used in the membrane or lumen of a liposome to utilize its function;
Various metal ions; Membrane stabilizers such as cholesterol and sterols such as cholestanol; Charged substances such as stearylamine, phosphatidic acid and dicetylphosphate;
An antioxidant such as tocopherol may be used. Examples of substances that are used in the lipid membrane of liposomes or in the lumen thereof to utilize their functions include antibacterial compounds, antiviral compounds, antifungal compounds, antiparasitic compounds, and antitumor compounds. Examples thereof include various compounds such as sex compounds, vitamins, membrane proteins, various proteins such as enzymes, hormones, radiolabeling substances, fluorescent compounds, polysaccharides, nucleic acids and the like. The content of these additives is determined according to the purpose of use. Regarding the membrane stabilizer, the charged substance, and the antioxidant, for example, 1 part by weight of the liposome-forming material,
It is preferable that the sterols are 0 to 2 parts by weight, the charged substance is 0 to 0.5 parts by weight, and the antioxidant is 0 to 0.2 parts by weight.

【0025】本発明のプロテオリポソームを形成し得る
蛋白質としては、紫膜中に存在するバクテリオロドプシ
ン、膜結合型ATP分解酵素等の「膜蛋白質」と呼ばれ
ている蛋白質や、膜蛋白質以外でも、表面の一部に疎水
性部分を有し脂質膜と結合し得る蛋白質等が利用でき
る。蛋白質の含有量は、0.5〜20mM、好ましくは
1〜10mMとするのがよい。なお、膜蛋白質を利用す
る場合、これは純粋な形に精製されている必要はなく、
例えば脂質膜断片が付着した状態のものなどでも利用可
能である。
As the protein capable of forming the proteoliposome of the present invention, a protein called "membrane protein" such as bacteriorhodopsin and membrane-bound ATP-degrading enzyme present in purple membrane, and other than the membrane protein, A protein or the like having a hydrophobic portion on a part of its surface and capable of binding to a lipid membrane can be used. The protein content is 0.5 to 20 mM, preferably 1 to 10 mM. When using a membrane protein, it does not have to be purified to a pure form,
For example, it can be used in a state in which a lipid membrane fragment is attached.

【0026】[0026]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0027】<実施例1> (バクテリオロドプシンの調製)P.Oesterhe
ltおよびW.Stoeckeniusの方法(Met
hod.Enzymol.,31,(1974),66
7−678)によって、高度好塩菌Halobacte
rium galobium RJ株に紫膜を抽出し、
K.Huangらの方法(Proc.Natl.Aca
d.Sci.,USA,77,(1980),323)
にしたがって界面活性剤(商品名:Triton X−
100、和光純薬工業社製)で処理して紫膜を脱脂質
し、膜蛋白質バクテリオロドプシン(以下、bRと略
す)を得た。
<Example 1> (Preparation of bacteriorhodopsin) P. Oesterhe
lt and W. The method of Stoeckenius (Met
hod. Enzymol. , 31, (1974), 66
7-678), the highly halophilic Halobacte
The purple membrane was extracted from the rum galloium RJ strain,
K. Huang et al. (Proc. Natl. Aca
d. Sci. , USA, 77, (1980), 323).
According to the surfactant (trade name: Triton X-
100, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. to delipidate the purple membrane to obtain the membrane protein bacteriorhodopsin (hereinafter abbreviated as bR).

【0028】(プロテオリポソームの調製)(Preparation of Proteoliposome)

【0029】[0029]

【化7】 上記に示す重合性リン脂質20mMのクロロホルム溶液
0.5mlをナス型フラスコに入れ、光遮断下にロータ
リーエバポレータを用いて溶媒を留去した後、デシケー
タに入れ真空ポンプを用いて溶媒を完全に除いて脂質薄
膜を作製した。次いで、3Mの塩化カリウム水溶液1m
lを加えボルテックスミキサーにて2分間処理して脂質
薄膜を分散させた後、水浴型超音波発振装置(商品名:
ソニファイア−B−15型、ホップホーン使用、Bra
nson社製)で30分処理してリポソーム分散液を得
た。
[Chemical 7] 0.5 ml of a chloroform solution containing 20 mM of the above-mentioned polymerizable phospholipid was put in an eggplant-shaped flask, the solvent was distilled off using a rotary evaporator under light blocking, and then placed in a desiccator to completely remove the solvent using a vacuum pump. To prepare a lipid thin film. Next, 1m of 3M potassium chloride solution
l was added, and the mixture was treated with a vortex mixer for 2 minutes to disperse the lipid thin film, and then a water bath type ultrasonic oscillator (trade name:
Sonifier-B-15 type, using hop horn, Bra
(manufactured by Nson) for 30 minutes to obtain a liposome dispersion.

【0030】次に、前記リポソーム分散液に、bR12
0ugを加えて液体窒素で凍結、20℃にて融解、ボル
テックスミキサー処理30秒という操作を3回繰り返し
た。この後、前記処理液を透析チューブに移し、10m
M塩化カリウム水溶液4Lに対して2日間透析を行い、
バクテリオロドプシン巨大プロテオリポソーム(以下、
bR−GUVと略す)を調製した。
Next, bR12 was added to the liposome dispersion.
The operation of adding 0 ug, freezing with liquid nitrogen, thawing at 20 ° C., and vortex mixer treatment for 30 seconds was repeated 3 times. After this, the treatment solution is transferred to a dialysis tube,
Dialyze against 4 L of M potassium chloride aqueous solution for 2 days,
Bacteriorhodopsin giant proteoliposome (hereinafter,
bR-GUV) was prepared.

【0031】(プロテオリポソームの重合)前記bR−
GUV 0.5mlを1cmの角セルに入れ、紫外線ラ
ンプ(T−15C、フィルターなし、VILBER−L
OURMAT製)を照射してプロテオリポソームを重合
した。プロテオリポソームの重合度は、リポソーム分散
液を1000倍希釈して256nmの吸光度によりチェ
ックした。紫外線照射時間と吸光度の関係を図1に示
す。
(Polymerization of proteoliposome) bR-
Put 0.5 ml of GUV in a 1 cm square cell, and put an ultraviolet lamp (T-15C, no filter, VILBER-L
(Made by OURMAT) to polymerize the proteoliposomes. The degree of polymerization of proteoliposomes was checked by measuring the absorbance at 256 nm after diluting the liposome dispersion liquid 1000 times. The relationship between ultraviolet irradiation time and absorbance is shown in FIG.

【0032】(プロトンポンプ能の測定)bRは光を照
射することによって、膜を横切ってプロトンを輸送する
働きを持つことが知られている。そこで、前記bR−G
UVを10mM塩化カリウム水溶液にて100倍希釈し
た後、バンドパスフィルター(多層膜フィルター、朝日
分光社製、中心波長555nm、値幅30nm)を通し
たハロゲン光源(TECHNO LIGHT,KLS−
2150、Kenko社製)で光照射し、bR−GUV
分散液の外液pH変化測定によるプロトンポンプ能を評
価した。bR−GUVの重合度とプロトンポンプ能の関
係を図2に示す。図2に示す結果から明らかな様に、プ
ロテオリポソームの重合度を制御することにより、bR
のプロトンポンプ能を制御することができた。
(Measurement of Proton Pumping Capacity) It is known that bR has a function of transporting protons across a membrane when irradiated with light. Therefore, the bR-G
After UV was diluted 100-fold with a 10 mM potassium chloride aqueous solution, a halogen light source (TECHNO LIGHT, KLS-) was passed through a bandpass filter (multilayer film filter, Asahi spectroscopy, central wavelength 555 nm, value width 30 nm).
2150, manufactured by Kenko), and irradiated with bR-GUV
The proton pumping ability was evaluated by measuring the pH change of the external liquid of the dispersion liquid. FIG. 2 shows the relationship between the degree of polymerization of bR-GUV and the proton pumping ability. As is clear from the results shown in FIG. 2, by controlling the degree of polymerization of proteoliposomes, bR
It was possible to control the proton pumping ability of the.

【0033】(プロテオリポソームの安定性)前記bR
−GUVの重合したもの(以下、bR−GUV−Pと略
す)、および重合しなかったもの(以下、bR−GUV
−Mと略す)を4℃にて1ヶ月間保存した。保存後、b
R−GUV−Mはリポソーム粒径の増大とプロトンポン
プ能の低下がみられるのに対し、bR−GUV−Pでは
リポソーム粒径の増大やプロトンポンプ能の低下がみら
れず、安定性が良好であった。
(Stability of Proteoliposome) bR
-A polymerized product of GUV (hereinafter abbreviated as bR-GUV-P) and a non-polymerized product (hereinafter referred to as bR-GUV).
-M) was stored at 4 ° C for 1 month. After saving, b
R-GUV-M shows an increase in liposome particle size and a decrease in proton pumping ability, whereas bR-GUV-P does not show an increase in liposome particle size and a decrease in proton pumping ability, and has good stability. Met.

【0034】<実施例2> (ATP分解酵素TF01 の調製)The Jour
nal of BIOLOGICAL CHEMIST
RYVol,250,No.19,p7910−791
6,およびp7917−7923(1975)に準じて
好熱性細菌であるPS3の培養ならびにATP分解酵素
TF01 の抽出、精製を行い、TF01 を調製し
た。
<Example 2> (Preparation of ATP-degrading enzyme TF 0 F 1 ) The Jour
nal of BIOLOGICAL CHEMIST
RYVol, 250, No. 19, p7910-791
6, and p7917-7923 (1975), culturing thermophilic bacterium PS3 and extracting and purifying ATP-degrading enzyme TF 0 F 1 were carried out to prepare TF 0 F 1 .

【0035】(プロテオリポソームの調製)実施例1と
同様にして脂質薄膜を形成した後、1mlの10mMの
塩化カリウム、2%コール酸ナトリウム、10mMのト
リス−塩酸緩衝液(pH8.0)を加えボルテックスミ
キサーにて2分間処理して脂質薄膜を分散させた後、水
浴型超音波発振装置(ソニファイア−B−15型、ホッ
プホーン使用、Branson社製)で30分処理して
リポソーム分散液を得た。
(Preparation of proteoliposome) After forming a lipid thin film in the same manner as in Example 1, 1 ml of 10 mM potassium chloride, 2% sodium cholate, 10 mM Tris-hydrochloric acid buffer solution (pH 8.0) was added. After being treated with a vortex mixer for 2 minutes to disperse the lipid thin film, it was treated with a water bath type ultrasonic oscillator (Sonifire-B-15 type, using Hophorn, manufactured by Branson) for 30 minutes to obtain a liposome dispersion liquid. It was

【0036】次に、前記リポソーム分散液に、TF0
1 125μgを加えて5分間超音波処理を行った。この
後、前記処理液を透析チューブに移し、2リットルの1
0mM塩化カリウム、10mMのトリス−塩酸緩衝液
(pH8.0)に対して1日間、続いて2リットルの1
0mM塩化カリウム水溶液に対して1日間透析を行いT
01 スモールリポソーム(TF01 −SUVと略
す)を調製した。
Next, TF 0 F was added to the liposome dispersion.
1 125 μg was added and sonication was performed for 5 minutes. Then, the treatment solution was transferred to a dialysis tube, and 2 liters of 1 were added.
1 day against 0 mM potassium chloride, 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), followed by 2 liters of 1
Dialyze against 0 mM potassium chloride aqueous solution for 1 day
F 0 F 1 small liposomes (abbreviated as TF 0 F 1 -SUV) were prepared.

【0037】(プロテオリポソームの重合)前記TF0
1 −SUVの0.5mlを1cm角セルに入れ、実施
例1と同様にして紫外線ランプ(T−15C,フィルタ
ーなし、VILBER−LOURMAT製)を照射して
プロテオリポソームを重合した。
(Polymerization of Proteoliposome) TF 0
0.5 ml of F 1 -SUV was placed in a 1 cm square cell and irradiated with an ultraviolet lamp (T-15C, no filter, manufactured by VILBER-LOURMAT) in the same manner as in Example 1 to polymerize the proteoliposome.

【0038】(プロテオリポソームの安定性)前記TF
01 −SUVの重合したもの(以下、TF01 −S
UV−Pと略す)、および重合しなかったもの(以下、
TF01 −SUV−Mと略す)を4℃にて1ヶ月間保
存した。保存後、TF01 −SUV−Mはリポソーム
粒径の増大がみられたのに対し、TF01 −SUV−
Pではリポソーム粒径の増大がみられず、安定性が良好
であった。
(Stability of Proteoliposome) TF
Polymerization of 0 F 1 -SUV (hereinafter referred to as TF 0 F 1 -S
UV-P) and unpolymerized (hereinafter,
TF 0 F 1 -SUV-M) was stored at 4 ° C. for 1 month. After storage, TF 0 F 1 -SUV-M showed an increase in liposome particle size, whereas TF 0 F 1 -SUV-
In P, the liposome particle size did not increase, and the stability was good.

【0039】(プロテオリポソームの耐凍結融解性)前
記TF01 −SUV−PとTF01 −SUV−Mを
液体窒素で凍結、20℃にて融解する操作を施し、凍結
融解に対するプロテオリポソームの安定性を凍結融解前
後の濁度で評価した。この結果を図3に示す。図3から
明らかなように、TF01 −SUV−Mは凍結融解前
後でプロテオリポソームの粒径増大による濁度の増加が
みられるのに対し、TF01 −SUV−Pでは凍結融
解前後で濁度の変化はみられず、凍結融解に対する安定
性は良好であった。
(Freeze-thaw resistance of proteoliposomes) The above-mentioned TF 0 F 1 -SUV-P and TF 0 F 1 -SUV-M were frozen in liquid nitrogen and thawed at 20 ° C. to perform proteolysis against freeze-thawing. The stability of liposomes was evaluated by turbidity before and after freeze-thawing. The result is shown in FIG. As is clear from FIG. 3, TF 0 F 1 -SUV-M shows an increase in turbidity due to an increase in particle size of proteoliposomes before and after freeze-thawing, whereas TF 0 F 1 -SUV-P shows freeze-thawing. No change in turbidity was observed before and after, and the stability against freeze-thawing was good.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、光重合性官能基を導入
して安定性を付与したものであって、しかも保持した蛋
白質の機能を損ねることのない重合性プロテオリポソー
ムを提供することが可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a polymerizable proteoliposome in which a photopolymerizable functional group is introduced to impart stability and which does not impair the function of the retained protein. It will be possible.

【0041】さらに、本発明の重合性プロテオリポソー
ム、特にバクテリオロドプシンを保持したプロテオリポ
ソームは、光などによる重合の有無および重合度をコン
トロールすることにより蛋白質の機能発現およびその発
現量を制御することが可能である。
Furthermore, the polymerizable proteoliposomes of the present invention, particularly the proteoliposomes carrying bacteriorhodopsin, can control the functional expression of proteins and the expression level thereof by controlling the presence or absence of polymerization by light or the like and the degree of polymerization. It is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1においてプロテオリポソームの重合度
を求めるため測定したリポソーム分散液の紫外線照射時
間と吸光度の関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the UV irradiation time and the absorbance of a liposome dispersion liquid measured in Example 1 to determine the degree of polymerization of proteoliposomes.

【図2】実施例1において得たバクテリオロドプシン巨
大プロテオリポソームの重合度とプロトンポンプ能の関
係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the degree of polymerization and the proton pumping ability of the bacteriorhodopsin giant proteoliposome obtained in Example 1.

【図3】実施例2において得たTF01 スモールリポ
ソームの重合したもの(TF01 −SUV−P)およ
び重合しなかったもの(TF01 −SUV−M)の耐
凍結融解性の評価のため測定した、凍結融解前後での濁
度の変化を示すグラフである。
FIG. 3: Freeze-thaw resistance of the polymerized TF 0 F 1 small liposomes obtained in Example 2 (TF 0 F 1 -SUV-P) and those not polymerized (TF 0 F 1 -SUV-M). It is a graph which shows the change of the turbidity before and after freeze-thawing measured for the evaluation of the sex.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 朋子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Tomoko Maruyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で表される重合性リン
脂質と、前記重合性リン脂質が構成するリポソーム膜に
担持可能な蛋白質を含む重合性プロテオリポソーム。 【化1】 [式中、R1 とR2 は、一方又は両方がR’−CH=C
HCH=CHCO−(ここでR’はC5 〜C17のアルキ
ル基を示す)で表わされるアシル基を示し、R1 とR2
の一方のみが前記アシル基の場合は、他の一方は飽和ま
たは不飽和のC10〜C22の脂肪酸残基を示す。]
1. A polymerizable proteoliposome containing a polymerizable phospholipid represented by the following general formula (1) and a protein that can be supported on a liposome membrane constituted by the polymerizable phospholipid. [Chemical 1] [Wherein one or both of R 1 and R 2 are R′-CH═C
HCH = CHCO- (wherein R ′ represents a C 5 to C 17 alkyl group) represents an acyl group represented by R 1 and R 2
When only one of the above is an acyl group, the other one is a saturated or unsaturated C 10 to C 22 fatty acid residue. ]
【請求項2】 前記リポソーム膜に担持可能な蛋白質が
バクテリオロドプシンである請求項1記載の重合性プロ
テオリポソーム。
2. The polymerizable proteoliposome according to claim 1, wherein the protein that can be supported on the liposome membrane is bacteriorhodopsin.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197387B1 (en) 1996-10-25 2001-03-06 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E. V. Method to prepare the production of structured metal coatings using proteins
JP2012516776A (en) * 2009-02-03 2012-07-26 アクアズ・アクチ−セルスカブ Nanofabricated membranes using polymerized proteoliposomes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197387B1 (en) 1996-10-25 2001-03-06 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E. V. Method to prepare the production of structured metal coatings using proteins
JP2012516776A (en) * 2009-02-03 2012-07-26 アクアズ・アクチ−セルスカブ Nanofabricated membranes using polymerized proteoliposomes
US9359230B2 (en) 2009-02-03 2016-06-07 Applied Biomimetic A/S Nanofabricated membrane using polymerized proteoliposomes

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