2011 Fiscal Year Annual Research Report

ミロイドの自己組織化に基づく機能化ナノワイヤーの形成制

Research Project

Project/Area Number	11J07100
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	坂井公紀北海道大学, 大学院・総合化学院, 特別研究員(DC1)
Keywords	アミロイド / ナノワイヤー / 自己組織化 / ペプチド / 機能化
Research Abstract	アミロイドペプチドの自己組織化能は、機能化ナノワイヤーを基盤としたナノデバイス創製に有用である。これまでに、N末端に3残基アミノ酸ユニットをもつStructure-Controllable Amyloid Peptide(SCAP)を開発し、複数のSCAPをヘテロ混合する混合SCAP法によるアミロイド線維形成の制御および効果的なナノワイヤーの機能化を可能にしている。ナノデバイス創製には、このような自己組織化の制御に基づく『機能性ナノ回路の作製法』の開発が不可欠である。このため、本研究ではより高度な線維形成の制御を目指し、混合SCAP法の線維形成メカニズムの解析を実施している。これまでに、3残基のグルタミン酸残基ユニットをもつE3-TTRは単独で数μm程度の線維を形成すること、および3残基のリシン残基ユニットを持つK3-TTRをE3-TTRと混合することで、線維形成が著しく促進され、40μmを大きく超える超長鎖線維が形成されることを見出だしている。本年度は、混合SCAP法の線維伸長促進への効果を確かめるため、Seedingによる実験を実施した。Seeding実験では、線維形成の核となるSeedをあらかじめ供給することにより、核形成以降のステップへの混合SCAPの寄与を調べることが可能である。E3-TTR単独と、K3-TTRとE3-TTRの混合SCAPの線維形成前のペプチド溶液それぞれに対しSeedを同量供給し、同時間インキュベートの後、線維形成の様子を原子間力顕微鏡により測定した。その結果、混合SCAPにおいて非Seeding時と同様の線維伸長促進効果が見られ、核形成非依存的な混合SCAP法の線維伸長促進への効果が示された。また、蛍光ペプチドをトレーサーとして用いた蛍光顕微鏡測定により、K3-TTRおよびE3-TTRの線維中への取り込み分析を実施した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 混合SCAP法による伸長効果が核形成非依存的であることが示され、核形成以降のステップに関与する線維形成の新規メカニズムの存在が示唆されている。
Strategy for Future Research Activity	蛍光ラベル化したトレーサーペプチドの系を発展させ、混合SCAP法による線維伸長時におけるK3-TTRおよびE3-TTRそれぞれの線維中への時間依存的な取り込みの分析を実施する。線維の高機能化のために、一本の線維中に異なる種類の機能化ドメインを有するタンデム化ナノワイヤーの作製を目指す。そのために、異なる種類のプローブ分子を付加したSCAPを用いて、タンデムプローブ化ワイヤーの形成条件を検討する。