2021 Fiscal Year Annual Research Report
Structural analysis of membrane-bound proteins using synchrotron-radiation circular-dichroism and linear-dichroism spectroscopy
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19K06587
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松尾 光一 広島大学, 放射光科学研究センター, 准教授 (40403620)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マガイニン２ペプチド / リポソーム / 円二色性 / 放射光 / 構造変化 / 二次構造 / 中間体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真空紫外円二色性（VUVCD）によるタンパク質の二次構造（含量・本数・配列）解析法を用いて、水溶性タンパク質の膜結合構造の研究を展開している。本年度は、モデル抗菌ペプチドであるマガイニン２（M2）と生体膜の相互作用のメカニズムを、VUVCDスペクトルのglobal fitting解析、直線二色性（LD）、膜の安定性が観測できる蛍光異方性を用いて明らかにし、M2の膜結合構造とその機能との関係性について検討した。
生体膜は、緑膿菌等の細胞膜に存在するDPPG脂質分子から粒径100 nmのリポソームを調製し利用した。VUVCDとLDの測定は、HiSORのビームライン12にて実施し、また蛍光異方性は蛍光分光光度計を用いて測定した。
VUVCD測定の結果、M2は脂質対ペプチド（L/P）比の増加に伴い、中間状態を経由してランダムコイル構造からαヘリックス構造に変化することが分かった。得られたVUVCDデータに対して吸着モデルを用いたglobal fitting解析から、L/P比の減少に伴い、M2は生体膜上でαヘリックスの単量体から、中間状態であるβシート構造の多量体（凝集体）に変化することが分かった。Flow状態でLDを測定した結果、βシートに由来するLDが得られ、生体膜表面に対するβシートの配向構造が決定された。さらに、βシート凝集体の生体膜安定性への影響を蛍光異方性で調べた結果、凝集体はDPPGリポソームの脂質二重層構造を不安定化させることが分かった。以上の結果から、生体膜上でのM2のβシート凝集体形成が、抗菌作用に重要であることが示唆された。
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[Journal Article] Helically aligned fused carbon hollow nanospheres with chiral discrimination ability2022
Author(s)
J Maruyama, S Maruyama, Y Kashiwagi, M Watanabe, T Shinagawa, T Nagaoka, T Tamai, N Ryu, K Matsuo, M Ohwada, K Chida, T Yoshii
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Journal Title
Nanoscale
Volume: 14
Pages: 3748 - 3757
DOI
Peer Reviewed
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