三次元構造が精密に制御されたポリペプチド分子素の理論的実験的設計

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12042270
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 岡 勝仁 大阪府立大学, 光端科学研究所, 助教授 (70203966)
• キーワード: 周期性ポリペプチド / 二次構造 / 円二色性 / 分子力学 / ペプチド合成 / ポリプロリン-II構造 / 超二次構造 / タンパク質

研究概要

poly(Xaa-Pro)(Xaa=Ala,Arg,Glu,Phe)、poly(Xaa-Pro-Pro)(Xaa=Ala,Leu,Gly)、poly(Xaa-Pro-Pro-Pro)(Xaa=Ala,Glu)を固相法および液相法で合成し、円二色性(CD)測定により、構造解析を試みた。また、分子力場計算による理論的構造解析も試みた。以下の結果が得られた。1)poly(Ala-Pro-Pro-Pro)は水溶液とメタノール溶液ではポリプロリン-II構造を形成している。2)しかしながら、poly(Ala-Pro-Pro)、poly(Ala-Pro)とPro 残基の分率が低下するに従い、ポリプロリン-II構造は不安定化し、poly(Ala-Pro)においては明らかにポリプロリン-II構造とは異なるCDスペクトルが得られた。3)poly(Glu-Pro-Pro-Pro)は水溶液ではポリプロリン-II構造を形成するが、酸性領域やTFE溶液においては、べつの構造へと変化した。4)poly(Arg-Pro)とpoly(Glu-Pro)は水溶液、TFE溶液のいずれにおいてもポリプロリン-II構造とは異なるCDスペクトルが得られた。5)この傾向は、poly(Phe-Pro)の場合さらに明確になった。6)poly(Leu-Pro-Pro)においても、Leu残基の側鎖原子団が構造形成に寄与していることが判った。7)poly(Gly-Pro-Pro)は、反復数が小さい場合、水、メタノール、TFEのいずれにおいても、コラーゲンの三重らせん構造のCDスペクトルを示さなかった。8)分子力学計算の結果、側鎖原子団の荷電状態、非荷電状態の違いにより、安定なヘリックス構造は大きく変化することが示された。本年度の研究成果より、アミノ酸配列が反復する周期性ポリペプチドにおいては、既知のα-ヘリックス、β-ストランド、ポリプロリン-II構造とは異なる新規の二次構造が形成されていることが明らかになった。今後、さらに多様な周期性ポリペプチドの合成を進め、NMR測定、X線結晶解析等も含めた構造解析を試みることにより、タンパク質のアミノ酸配列と立体構造の対応原理の解明のための貴重な知見が得られると期待される。

研究成果

• [文献書誌] T.Kiyota,R.Yanagida,M.Oka,M.Miyoshi,S.Lee,G.Sugihara: ""The effect of D-amino acid-containing baic peptides with different hydrophobicity on the antimicrobial and cytotoxic activity""Bull.Chem.Soc.Jpn. 73. 2363-2370 (2000)
• [文献書誌] M.Oka and T.Hayashi: ""Theoretical analysis of ααβ-type super secondary structures constructed by α-helices and β-strands""Peptides Science. 1999. 335-338 (2000)
• [文献書誌] M.Oka and T.Hayashi: ""Theoretical analysis of β-type super secondary structures constructed by β-strands""Peptides Science. 1999. 331-334 (2000)
• [文献書誌] M.Oka,M.Hattori,T.Hayashi,and Y.Hirano: ""Theoretical conformational analysis on the turn portion of tachyplesin I based on the Ala-residue approximation""Peptides Science. 1999. 339-342 (2000)
• [文献書誌] M.Hattori,M.Oka,T.Hayashi,and Y.Hirano: ""Synthesis and conformational analysis of model peptides having repetitive Xaa-Pro-Pro sequences""Peptides Science. 1999. 343-346 (2000)
• [文献書誌] Y.Hirano,T.Iuchi,Y.Yamagutti,M.Oka,and T.Hayashi: ""Synthesis and evaluation of cell-attachment activity of RGDS mimetic peptides""Biomedical Material Res.Asia. 4. 108-109 (2000)
• [文献書誌] M.Oka,Y.Hirano,and T.Hayashi: ""Theoretical conformational analysis of oligopeptides containing amino-acid sequence relation to cell-attachment activity""Biomedical Material Res.Asia. 4. 114-115 (2000)
• [文献書誌] M.Hattori,Y.Hirano,M.Oka,and T.Hayashi: ""Synthesis and conformational analysis of model polypeptides having repetitive Gly-Pro-Xaa sequences""Biomedical Material Res.Asia. 4. 150-151 (2000)
• [文献書誌] T.Nakamura,M.Wakahara,M.Oka,T.Hayashi,M.Hattori,Y.Hirano: ""Conformational analysis of model polypeptides having repetitive Ala-Pro-Pro-Pro sequence.""Peptides Science. 2000. 321-324 (2001)
• [文献書誌] T.Hayashi,M.Oka,and Y.Hirano: ""Synthesis and evaluation of cell-attachment activity of RGDS-mimetic peptides""Proceedings of the International Symposium on Smart Polymers. 21-27 (2000)
• [文献書誌] M.Oka,Y.Hamamoto,T,Hayashi,Y.Isjikawa,Y.Hirano: ""Theoretical analysis of α-hairpin structure.""Peptides Science. 2000. 325-328 (2001)
• [文献書誌] Y.Hirano,M.Shimoda,M.Hattori,M.Oka,T.Hayashi: ""Conformational analysis of model polypeptides having repetitive Xaa-Pro sequence.""Peptides Science. 2000. 337-340 (2001)
• [文献書誌] Y.Ohnuma,M.Wakahara,M.Oka,T.Hayashi,S.Nisimura,M.Hattori,Y.Hirano: ""Conformational analysis of oligopeptides containing serine residue as one component""Peptides Science. 2000. 317-320 (2001)
• [文献書誌] Y.Hirano,T.Iuchi,M.Kayahara,K.Sato,M.Oka,T.Hayashi: ""Synthesis of Arg-Gly-Asp-Ser mimetic oligopeptides and evaluation of their cell-attachment activity.""Peptides Science. 2000. 333-336 (2001)