転写因子の活性化制御を目指した新規合成ペプチドの創製と効率的細胞内導入

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557200
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 二木 史朗 京都大学, 化学研究所, 助教授 (50199402)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 幸雄 京都大学, 化学研究所, 教授 (40025698)
• Keywords: 細胞内情報伝達 / 合成ペプチド / HIV / 膜透過ペプチド / ペプチド工学 / 転写調節 / 転写因子 / アルギニン

Research Abstract

近年、HIV-1 Tat由来の塩基性ペプチドが効率的に細胞膜を透過することが明らかとなり、これをキャリアとして、様々なタンパク質が細胞内に容易に導入されることが報告されている。我々は、Arg(アルギニン)残基に富む多くのペプチドがHIV-1 Tatペプチドと同様の細胞膜透過能とキャリア能を有することを新たに見いだし、また、Argのみからなるオリゴペプチドにも細胞膜透過能があり、鎖長(分子内のArg残基の数)により細胞透過性や細胞内での局在が異なることを明らかにした。一方、これまで、直鎖型のArgに富むペプチドの膜透過性が検討されてきたが、今回、新たに、Argを含む種々の分岐型ペプチドを合成し、これらの細胞膜透過性の検討を行った。ヒト子宮癌由来のHeLa細胞を用いて、得られたペプチドの細胞膜透過性について検討したところ、分岐型ペプチドでも、直鎖型のペプチドと同様に高い細胞透過性を示すことが明らかとなった。また、分岐の違いによる細胞内局在の相違も見られた。HIVのRNA配列結合するArgに富むペプチドを用いてRNA分解酵素を細胞内に導入出来ることが分かり、さらに、細胞内でHIVの増殖阻害活性を示した。転写因子NF-κBの活性化に関与する蛋白質I-κBのリン酸化部位、およびユビキチル化部位に対応するペプチドを合成し、アルギニンペプチドと結合させ、細胞内に導入したところ、NF-κBの活性化を阻害できることが分かった。しかし、阻害の程度は場合によって大きく異なり、この原因に関して現在検討を加えている。また、転写因子Sp1のDNA認識部位に対するペプチドを細胞内に導入し、Sp1認識部位を有するレポーター遺伝子において転写が阻害できることも見出した。

Research Products

• [Publications] T.Suzuki: "Possible Existence of Common Internalization Mechanisms among Arginine-rich Peptides"J. Biol. Chem.. 277(4). 2437-2443 (2002)
• [Publications] S.Futaki: "Translocation of Branched-chain Arginine Peptides through Cell Membranes : Flexibility in the Spatial Disposition of Positive Charges in Membrane-"Biochmistry. 41(25). 7925-7930 (2002)
• [Publications] S.Futaki: "Arginine-rich peptides : potential for intracellular delivery of macromolecules and the mystery of the translocation mechanisms"in. J. Pharmaceutics. 245・(1-2). 1-7 (2002)