オリゴペプチドを固定化した細胞接着性材料の分子設計

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08680942
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 平野 義明 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80247874)
• 研究分担者: 林 壽郎 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (90026089)
• キーワード: 細胞接着性オリゴペプチド / RGDS / poly(RGDS) / 分子力学計算 / コンホメーション解析 / 血小板凝集阻害 / 医用材料 / 構造活性相関

研究概要

細胞接着活性を有するオリゴペプチドRGDS、RYDS、EILDV、YIGSR等を液相法により合成し、元素分析、アミノ酸分析、TOF-MS、NMR等により合成されていることを確認した。シーケンシャルポリペプチド(RGDS)nおよび(RGD)nの合成に関しては、以前の手法に改良を加えることにより常に、平均重合度n=20以上のものが得られるようになった。また、RGDSミメティックペプチドとしてアルギニン部分の側鎖にメチレン部分が一つ多いホモアルギニン(hR)を導入したペプチドhRGDSを新規に合成することに成功した。
これらのペプチドを用いて、血小板凝集阻害実験を行った結果、hRGDSはRGDSと同等の活性が見られたが、RYDS、YIGSRはRGDSに比較し活性が弱いことが明らかになった。これらの結果より、アルギニンの側鎖のグアニジド基の重要性が示唆された。
分子力場を用いて電荷を有したpoly(R^+GD^-S)の構造最適化を行ったところ、最安定構造から残基当たりのエネルギー差が1kcal/mol以内に45種類の構造が得られた。poly(R^+GD^-S)の最安定構造は、右巻きのβ^<9.4>構造を形成することが明らかになった。この構造は、Arg^+とAsp^-の側鎖-側鎖間の他に主鎖-側鎖間および主鎖-主鎖間で合計7ヶ所の水素結合を有することにより安定化し、特に、ArgとAspの側鎖-側鎖および主鎖-側鎖間には強い水素結合を有し特異な構造を形成していた。また、Arg,Asp,Ser残基の側鎖は、それぞれヘリックスの外側に配向していた。この構造は、電荷を有しない状態で構造最適化したpoly(RGDS)とは、全く異なった構造を有していることが明らかになった。構造最適化において、アミノ酸側鎖の電荷については充分議論する必要が有ると考えられる。
以上のことが今年度の研究から明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hirano, 他3名: "Theoretical Conformational Analysis of Cyclic Oligopeptide Cys-Arg-Gly-Asp-Cys with Disultide Linkage." Biomedical Materials Research in the Far East. 3. 32-33 (1997)
• [文献書誌] Y.Hirano, 他3名: "Conformational Analysis of Cell-Attachment Model Pepticles" Biomedical Materials Research in the Far East. 3. 92-93 (1997)
• [文献書誌] 平野 義明: "細胞接着活性を有するペプチドの分子形態と機能に関する研究" 生体材料. 15(4). 179-187 (1997)
• [文献書誌] Y.Hirano, 他4名: "Theoretical Conformational Analysis on Poly(Arg-Gly-Asp),a model Polypepticle for Cell-Attachment Sequence" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 40(印刷中). (1998)
• [文献書誌] Y.Hirano, 他5名: "Theoretical Analysis on Helical Structures of poly (Xaa-Pro-Pro)" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 40(印刷中). (1998)
• [文献書誌] Y.Hirano, 他: "Advances in Polymeric Biomaterials Science" CMC Co.,LDT., (1997)