特異的糖鎖構造認識能を有する機能性ペプチドアレイの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15710157
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 坂本 清志 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30335228)
• Keywords: α-ヘリックス / ポリペプチド / ライブラリ / 糖認識 / 機能性アレイ / ボロン酸 / デノボ設計

Research Abstract

本研究では、任意の糖鎖構造を高親和的かつ高選択的に認識可能な機能性ポリペプチドの構築を第一段階の目標とした。その目的をふまえ、α-ヘリックス構造を形成すべくde novo設計したポリペプチド高次構造の化学合成を行った。さらに、設計したポリペプチド高次構造を基体として、人工機能性基であるボロン酸基の位置特異的導入を試みた。次いで、任意の糖分子に対して結合部位を最適化するため、ボロン酸導入位置周辺の数残基を19種の標準アミノ酸でランダム化したペプチドライブラリを、スプリット・ミックス法で調製した。糖ユニットを含む天然補酵素であるフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)を基質としたスクリーニングの結果、FAD認識能を有する機能性ペプチド分子の獲得に成功した。今回、得られた数種のポリペプヂドの一次配列解析によって、効率的FAD結合に必要となるファクターを分子レベルで見いだすことができた。また、得られたペプチド配列情報をもとに設計・合成した人工ペプチドは、溶液中で安定なα-ヘリックス構造を形成し、天然フラビン誘導体中、FADのみを高い親和性と選択性をもって結合可能であることが明らかとなった。以上より、糖-ペプチド複合体形成に必要ないくつかのポリペプチド高次構造要素を確立することが出来た。今後は、得られた結果をもとに、新たなペプチドライブラリの構築と他の様々な糖誘導体への適用を試みる。また、ペプチドライブラリの基板上への単層固定化を行い、糖鎖認識ペプチドアレイを構築を行う。さらに、基板表面上での人工ペプチドの立体構造や糖鎖認識機能を詳細かつ系統的に評価し、人工設計ペプチドアレイの性能を検討する。

Research Products

• [Publications] Seiji Sakamoto, Ippei Okano, Kazuaki Kudo: "De Novo Design and Split Synthesis of an α-Helix Peptide Library Posessing an Artificial Sugar-Binding Site"Peptide Science 2003. 425-428 (2004)
• [Publications] Seiji Sakamoto, Atsushi Itoh, Kazuaki Kudo, Susumu Yoshikawa: "De Novo Design, Synthesis, and Function of Semi-Artificial Myoglobin Conjugated with Coiled-Coil Two-α-Helix Peptides"Chemistry-A European Journal. (in press). (2004)