分子量均一なペプチドによるアスパルテートの協同的分子内転移の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650990
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 古屋 秀峰 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90251652)
• Keywords: アスパルテート / オリゴペプチド / ヘリックス-ヘリックス転移 / 協同的分子内転移 / モンホメーション / NMR測定

Research Abstract

ポリペプチドは、溶液中においてα-ヘリックス、ランダムコイル、βシート構造などの異なる二次構造を取ることは古くから知られている。また、これらの二次構造は、温度、溶媒及び圧力などによって変化することも知られている。ポリペプチドの構造転移の特徴は、協同現象であり、分子内及び分子間の相互作用、即ち水素結合生成が重要な因子として考えられている。最近、我々はポリ(β-フェネチルL-アスパルテート)(PPLA)が温度の昇降によりα-ヘリックスの右巻き〓左巻きの鋭い一次転移を示すことを見い出した。分光学的手法によりPPLAのヘリックス-ヘリックス転移が側鎖コンホメーション変化に誘起された協同的分子内転移であることを解明した。本研究では、ポリアスバルテートの協同的な分子内転移に着目し、転移現象の過程とダイナミックスを分子量均一の試料を用いて分子論的に解明することを目的とした。
研究の第1段階で、分子量均一のホモオリゴペプチドの合成を行った。モデル化合物として、β-フェネチルL-アスパルテート(PLA)の残基数が異なるホモオリゴペプチドをポリエチレングリコール(PEG)の片末端に液相法により逐次結合し合成した。得られたPLAホモオリゴペプチドは、1H,13C-NMR測定より同定した。第2段階では、得られたオリゴペプチドについて、NMR測定やCD測定を行い、コンホメーション特性について検討した。残基数が短いときはβシ一トを形成し、長くなるとα-ヘリックスが発現することが明らかになった。溶媒依存性については、クロロホルムやテトラクロロエタン中でヘリックスを形成しやすい傾向を見い出した。温度依存性については、ヘリックスを形成するとき、温度上昇に伴い、左巻きとランダムコイルの混在状態に転移した。PLA分子鎖は、安定なヘリックスを形成するためには20残基以上必要であることが明らかとなった。