疎水性相互作用を利用したペプチドアミロイド組織化構造体の動的制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14045220
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 三原 久和 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (30183966)
• Keywords: ペプチド / アミロイド / 自己組織化 / βシート

Research Abstract

リサイクル可能な新規の機能・構造特性を有するソフトマテリアル合成に関して、生体高分子、特に多彩な構造・機能特性を有するタンパク質(ポリペプチド)の組織化機能に学び・超えるペプチド材料システム設計・合成と動的制御を目的とする。特に近年、タンパク質の組織化・増幅現象としてタンパク質の3次元構造変化(ミスフォールディング)に起因したアミロイド繊維形成に高い関心が集まっている。高分子的観点からも、ポリペプチド1次構造がキラルかつシークエンシャルに制御され、2次構造としてのらせん構造、ひだ状構造が制御され、かつ更に3次元構造=機能へと階層的に増幅構築される。このような特性を有するポリペプチドの構築原理を解き明かすことは非常に魅力的であり、かつ新規のソフトマテリアル材料の非共有結合的相互作用に基づく動的制御に結びつく。
自己組織化するポリペプチドとして、アミロイドペプチドを選択した。アミロイド繊維はペプチドβシートが、疎水性相互作用、水素結合、静電結合により繊維状にキラルに構造制御された自己組織化集合体である。我々は、平行二本鎖α-ヘリックス構造を有すペプチドのN末端に疎水性基を導入することにより、均一環境下において自発的・自己触媒的に、α-ヘリックス構造からβ-シート構造へと転移し、それに伴いアミロイド繊維を形成するペプチドの設計に成功している。今年度、アミロイドペプチドの構造相補性に着目し、アルツハイマー病Aβペプチドの形成するアミロイド繊維状集合体を増幅できるペプチドの設計を試みた。アルツハイマー病Aβペプチドの繊維状核に対して繊維構造を増幅することのできるアミロイド性人工ペプチドを新たに設計し、組織化構造情報を増幅するシステムの構築に成功した。このような集合体増幅能は、自己増殖能をもったポリマーの設計に有用であり、将来のソフトマテリアルの機能の一つとして有望である。

Research Products

• [Publications] Taro Yamashita: "Inhibition of Peptide Amyloid Formation by Cationic Peptides with Homologous Sequences"Bioorg.Med.Chem.Lett.. 13. 4051-4054 (2003)
• [Publications] Yuta, Takahashi: "Construction of a chemically and conformationally self-replicating system of amyloid-like fibrils"Bioorg.Med.Chem.. 12. 693-699 (2004)