1997 Fiscal Year Annual Research Report
個体高分解能NMRによるリン脂質膜中イオンチャネルペプチドの立体構造解析
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09640612
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Himeji Institute of Technology |
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Principal Investigator |
内藤 晶 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80172245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 暁 姫路工業大学, 理学部, 助手 (60227387)
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| Keywords | イオンチャンネル / メリチン / リン脂質二重膜 / 固体高分解能NMR / 膜分断 / 膜融合 / 磁場配向膜 |
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| Research Abstract |
来年度は電位依存型イオンチャネル機能を示すメリチンとリン脂質二重膜との相互作用を固体高分解能NMRを用いて明らかにする研究を始めた。中性リン脂質DMPCにモル比で1/10のメリチンを取り込んだ二重膜を調整して、31PNMRスペクトルを測定したところ、二重膜は液晶ゲル相転移点(Tm)以下の温度では膜分断を起こし、Tm以上の温度では膜融合を起こすことが判明した。さらに、膜融合を起こすTm以上の温度では、二重膜は膜面を磁場に平行に磁場配向することが判明した。次に、膜中でのペプチドの構造および配向の情報を得るため部位特異的にカルボニル炭素をC-13で同位体標識したメリチンを固相法により合成し、この試料を取り込んだ二重膜を調整した。この二重膜を磁場に配向させた状態で13CNMRスペクトルを測定したところ、カルボニル炭素の化学シフト値は溶液の値に比べて大きくシフトすることが判明した。そこで化学シフト値の等方値をマジック角度回転の手法を用いて決定し、この値と配向試料で得られた値と比較して配向によるシフト値を求めた。この配向によるシフト値について理論的な検討を行った結果、配向によるシフト値はヘリックスと膜面がなす角度を反映していることが判明した。実験で得られた化学シフト値の配高によるシフト値を検討した結果、メリチンは脂質二重膜面に平行に配向しており、ペプチド鎖の中間に位置するPro残基付近が膜に埋もれていることが判明した。さらに、酸性膜であるDMPGにメリチンを取り込んだところ、メリチンはやはり膜面に平行に配向しているが膜中へのメリチンの挿入はDMPCに比べて浅いことが判明した。
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[Publications] A. M. Gil: "A 13C-NMR study on the conformational and dynamical properties of a cereal seed strage protein, C-hordein, and its model peptides" Biopolymers. 41. 289-300 (1997)
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[Publications] S. Nakatsuji: "Preparation and properties of 2-(o-halophenyl)-a-nitronyl nitroxides" Mol. Cryst. Liq. Cryst.306. 279-284 (1997)
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[Publications] S. Yamaguchi: "Stability of the C-terminal a-helical domain of bacteriorhodopsin that protrudes from membrane surface. as studies by high-resolution solid-state 13C NMR" J. Biochem.123. 78-86 (1998)
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[Publications] H. Saito: "Conformation and dynamics of membrane proteins and biologically active peptides as studied by high-resolution solid-state 13C NMR" J. Mol. Struct.441. 137-148 (1998)
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[Publications] A. Naito: "Backbone dynamics of polycrystalline peptides studied by measurements of 15N NMR lineshapes and 13C transverse relaxation times" J. Mol. Struct.441. 231-242 (1998)
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[Publications] M. Kamihira: "A high-resolution solid-state 13C and 15N NMR study on crystalline Leu-and Met enkephalins : Distinction of polymorphs, backbone dynamics and local conformation" J. Phys. Chem.101. (1998)
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[Publications] A. Naito: "Solid state NMR of polymers. ch. 2. Dipolar interaction and interatomic distances" Elsevier, Amsterdam, The Netherland, 27 (1998)
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[Publications] H. Saito: "Annual Reports on NMR Spectroscopy, Vol 36" Academic Press, London, UK, 43 (1998)
