固体高分解能NMRによる原子間距離の精密測定に基づく高次構造解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07268218
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 斉藤 肇 姫路工業大学, 理学部, 教授 (30100150)
• 研究分担者: 辻 暁 姫路工業大学, 理学部, 助手 (60227387) ; 内藤 晶 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (80172245)
• キーワード: 固体高分解能NMR / 原子間距離 / 高次構造解析 / 生理活性ペプチド / バクテリオロドプシン

研究概要

情報伝達物質としての生理活性ペプチドおよび受容体モデルとしてのバクテリオロドプシンの3次元構造の解明の両面からの研究をすすめた。
生理活性ペプチド 受容体分子に結合した状態における分子の3次元構造の構築がどの程度距離情報の測定のみで可能かの検討を、3種類の異なる位置に^<13>C,^<15>N標識を行ったN-Ac-Pro-Gly-Pheをモデル系として実験条件の詳細な検討を行った。同位体標識を行った標識原子核との相互作用を3スピン系として解析するか、あるいは希釈にともなう分子間相互作用の除去、高周波磁場の不均一性など、詳細な条件検討を行った。この場合、分子動力学計算の意義についても検討を行った。また、結晶化条件の違いによる多種の多形構造をとるエンケファリンについて、それぞれについて4種類の2重標識ペプチドを合成し、その間の原子間距離測定を行い、これらの3次元構造構築にむけての検討を行った。
受容体モデル [3-^<13>C]Ala標識バクテリオロドプシン(bR)の^<13>C固体高分解能NMR測定をマイナス110°までの低温で行い、Naイオンを含む場合は低温で著しい線幅の増大が見られたが、イオン強度ゼロの場合は全くの温度変化が見られなかった。これは、膜表面の電荷をカチオンが遮蔽することによる、膜のパッキングの違いとその結果起こる蛋白側のコンホメーション変化として説明できることがわかった。さらに、レチナ-ルを除去したバクテリオオプシンへの変換に基づくスペクトル変化、ならびにレチナ-ルあるいはそのアナログの付加にともなうアポ蛋白質のコンホメーション変化に関する知見も得ることができた。

研究成果

• [文献書誌] A.Naito,M.Kamihira,S.Tuzi,and H.Saito.: "Conformational Diversity and Differential Tyrosyl Motions in Met^5-and Leu^5-Enkephalins and Related Peptides as Studied by High-resolution Solid-state ^<13>CNMR Spectroscopy" J.Phys.Chem.99. 12041-12046 (1995)
• [文献書誌] A.Naito,T.Iizuka,S.Tuzi,W.S.Price,K.Hayamizu,and H.Saito: "Phenyl Ring Dynamics of the Insulin Fragment Gly-Phe-Phe(B23-B25)by Solid-State Deuterium NMR" J.Mol.Struct.355. 55-60 (1995)
• [文献書誌] H.Saito: "Conformational Characterization of Polysaccharides as Studied by High-resolution ^<13>C Solid-state NMR" Annu.Rep.NMR.Spectrosc.31. 157-171 (1995)
• [文献書誌] H.Saito,S.Tuzi,K.Hishimura,A.Fukutani,and A.Naito,: "Conformation and Dynamics of Fibrous and Membrane Proteins as Revealed by High-Resolution Solid-State NMR" Macromol.Symp.(印刷中).
• [文献書誌] M.Aida,A.Naito and H.Saito,: "Molecular Dynamics Simulation of a Simple Tripeptide,N-acetyl-Pro-Gly-Phe in the Crystalline States:Distinction of the b-turn Tvpe I from the Type II Form" J.Mol.Struct.(Theochem.). (印刷中).
• [文献書誌] 斉藤 肇、内藤 晶、辻 暁: "新タンパク質応用工学" フジテクノシステム, 5 (1996)
• [文献書誌] H.Saito: "Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance" John Wiley and Sons, 6 (1996)
• [文献書誌] A.Naito,K.Nishimura,S.Tuzi,and H.Saito,: "Peptide Chemistry 1994" Protein Research Foundation, 4 (1995)
• [文献書誌] H.Saito,H.Shimizu,T.sakagami S.Tuzi,and A.Naito,: "Magnetic Resonance in Food Science" Royal Society of Chemistry,London, 15 (1995)