2023 Fiscal Year Annual Research Report
In silico molecular design of transmembrane peptide induces lipid flipping
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19K05378
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| Research Institution | Hokuriku University |
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Principal Investigator |
齋藤 大明 北陸大学, 薬学部, 准教授 (40506820)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 裕之 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (00805020)
森下 徹也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10392672)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 分子動力学法 / 脂質フリップ / 膜貫通ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂質二重層中のリン脂質分子の二層間の移動（フリップフロップ）は、親水性の頭部基が疎水性の炭化水素領域を通過しなければならないため、脂質のみの人工膜ではほとんど起こらない現象である。脂質スクランブリングは様々な細胞機能の発現・維持に関与しているものの、その構造的特徴は未だ明らかにされていない。
最終年度は、ペプチド二量体の中央にGlu残基を複数導入した膜貫通ペプチドの分子動力学（MD）シミュレーションを実行し、ペプチドの膜内における特徴的な構造を詳細に解析し、スクランブラーゼ活性に与える影響について考察した。
本研究では親水性残基（Glu）を中央付近に持つ膜貫通ペプチド二量体モデル（Q2-C1, Q2-C2, Q2-C3, Q2-C4, Q3-C)を作成し、POPC脂質二重層膜系でのMDシミュレーションを実施した。シミュレーション後は脂質膜系では、原子分布（膜厚方向）や膜厚・脂質鎖長を解析し、ペプチド二量体系では膜内における原子分布（膜厚方向）や、配向角度、ペプチド間角度、Glu-Glu間の距離や動径分布関数（RDF)を解析した。
構造解析の結果、ペプチドの膜内構造では、Q2-C2, Q3-Cの系でGluが中心付近に分布する様子が示された。また、Q2-C2, Q3-Cの系では膜内において二量体構造を保つ様子が示された。脂質スクランブリングの実験結果との対応から、これらはペプチド付近での脂質スクランブリングに寄与する特異的構造であるとことが示唆された。
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Research Products
(5 results)
