1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11694096
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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) |
斉藤 肇 姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)
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| Keywords | 膜融合活性蛋白質 / プロトンポンプ / インフルエンザウイルス / メリチン / 生体膜 / αーヘリックス / ^<31>P NMR / 磁場配向 |
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| Research Abstract |
本年度はウイルスの感染やプロトンポンプ機構に関わる膜融合ペプチドの分子機構の解明に焦点を絞った研究を行い、以下のような成果が得られた。
1.^<13>C同位体標識メリチンを固相法を用いて化学合成し、このメリチンを自発的磁場配向生体膜に再構成した。このメリチンの膜中の構造を^<13>C NMRスペクトルを測定して解析したところ、メリチンは膜中でαーヘリックスを形成して膜面に対して垂直に配向しており、平均ヘリックス軸まわりの速い回転運動を持つことが判明した。さらにメリチンの膜分断はメリチン分子が膜中で会合して相分離を起こすことで誘起されることが判明した。
2.インフルエンザウイルスの膜融合ペプチドを生体膜に再構成し、^<31>P NMRスペクトルを測定したところ、pH7.5ではペプチドは膜と結合して膜の流動性を促進することが判明した。さらに、pH5.0では膜と結合して膜の流動性を促進するのに加えて、膜を分断する性質が現れた。さらに温度の上昇と下降を繰り返すことで膜が磁場に対して膜面を平行に向けて配向することが分かった。
3.インフルエンザウイルスにおいてプロトンポンプ活性をもつM2タンパク質の膜貫通フラグメントを固相法によって合成し、膜に再構成した。このM2フラグメントは膜中で4量体を形成し、それぞれのフラグメントのαーヘリックス軸は膜の垂線から38度傾いていることが判明した。さらにこのフラグメントの4量体は膜中で4回対称軸まわりを高速で回転していることが判明した。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] S.Tuzi: "Location of a cation-binding site in the loop between helices F and G of bacteriorhodopsin as studied by ^<13>C NMR"Biophys.J.. 76. 1523-1531 (1999)
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[Publications] M.Kamihira: "Phenyl ring dynamics of enkephalin molecules and behavior of bound solvents in the crystalline states by ^2H NMR spectroscopy"J.Phys.Chem.. 103. 3356-3363 (1999)
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[Publications] M.Tanio: "Long-distance effects of site-directed mutations on backbone conformation in bacteriorhodopsin from solid state NMR of [1-^<13>C]Val-labeled proteins"Biophys.J.. 77. 431-442 (1999)
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[Publications] M.Tanio: "Conformational changes of bacteriorhodopsin along the proton-conduction chain as studied with ^<13>C NMR of[3-^<13>C]Ala-labeled protein:Arg^<82> may function as an information mediator"Biophys.J.. 77. 1577-1584 (1999)
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[Publications] K.Nishimura: "Analysis of dipolar dephasing pattern in I-S* multispin system for obtaining the information of molecular packing and its application to crystalline N-acetyl-Pro-Gly-Phe by REDOR solid state NMR"J.Phys.Chem.. 103. 8398-8404 (1999)
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[Publications] A.Naito: "Conformation and dynamics of melittin bound to magnetically oriented lipid bilayers by solid state ^<31>P and ^<13>C NMR spectroscopy"Biophys.J. 78(in press). (2000)
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[Publications] M.Kamihira: "Conformational transitions and fibrillation mechanism of human calcitonin as studeied by high resolution solid state ^<13>C NMR"Protein Science. (in press). (2000)
