2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16390016
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| Research Institution | Osaka University of Pharmaceutical Sciences |
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Principal Investigator |
小林 祐次 大阪薬科大学, 薬学部, 客員教授 (20127228)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大久保 忠恭 大阪大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (90272997)
吉田 卓也 大阪大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (00294116)
西 義則 大阪薬科大学, 薬学研究科, 客員研究員 (70397727)
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| Keywords | コラーゲンモデルペプチド / トリプルヘリックス構造 / ヒドロキシプロリン / フルオロプロリン / エンタルピー / エントロピー / 部分モル体積 / 水和 |
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| Research Abstract |
コラーゲンには他の蛋白質ではほとんど見られない4(R)-ヒドロキシプロリン(Hyp^R)が存在し、トリプルヘリックス構造の熱安定性の上昇に重要な役割を果たしている。我々はこの構造の安定化機構を解明するために、コラーゲンモデルペプチドである(Pro-Pro-Gly)_<10>,(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>及び(Pro-fPro^R-Gly)_<10> (fPro^R:4(R)-フルオロプロリン)の転移に伴う熱力学量及び部分モル体積と露出表面積(ASA)を求め、(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>は水和によるエンタルピー増加がトリプルヘリックス構造の熱安定性の上昇に寄与していることを既に報告した。ところが、(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>は(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>と同程度の熱安定性を有するにもかかわらず、転移に伴うエンタルピー及びエントロピー変化は(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>より大幅に小さく、その安定化機構は不明であった。今回、(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>のX線結晶構造解析が完了し、(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>のASAを見積もることが可能になったため、部分モル体積測定の結果と併せることによって(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>の水和の程度を求めた。その結果、三本鎖状態では(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>と(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>の間に水和の程度の差はなかったが、一本鎖状態では(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>の方が(Pro-Hyp^R-Gly)_<10>より水和の程度が高いことが分かった。水和は水分子と水素結合を形成することによりエンタルピーを減少させ、それによりペプチドの周囲に存在する水分子の自由度が低くなってエントロピーを減少させることから、(Hyp^R-Hyp^R-Gly)_<10>の高い熱安定性は一本鎖状態における水和の程度の増大によってもたらされたものと考えられた。
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