3_<10>ヘリックスモデル錯体による金属酵素の活性調節機構研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12740356
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 奥 浩之 群馬大学, 工学部, 助教授 (20301749)
• キーワード: 生物無機化学 / ペプチド化学 / 3_<10>ヘリックス / αヘリックス / プラストシアニン / 金属タンパク質 / エノラーゼ / ヒスチジン

研究概要

タンパク質に見られる2次構造の1つ、3_<10>ヘリックスはαヘリックスより短い周期を持つらせん構造である。3_<10>ヘリックスは3残基で1回転し、i+2番目のアミノ酸残基と水素結合を、またαヘリックスは3.6残基で1回転しi+3番目のアミノ酸残基と水素結合をしている。
本年度は昨年度に引き続き、3_<10>ヘリックスを形成するペプチドの探索と溶液構造研究、及び実際の酵素中の機能性部位配列について合成を行った。
金属酵素中の3_<10>ヘリックス部位配列として、Boc-Aib-Aib-Cys-Ala-Pro-His-Aib-Aib-OEtの合成を試みた。Aib残基は結晶性と溶解性の向上を目的としている。その結果、-His-Aib-結合の合成が非常に困難であるとわかった。これは立体障害に起因するためであり、-His-Ala-に配列をかえることで解決した。
昨年度はオキシ酸の1種類である乳酸(Lac)残基を用いることで3_<10>ヘリックスを発生させることに成功した。今年度はα-ヒドロキシイソ酪酸(Hib)を用いてヘリックス形成能を研究した。HibはLac残基のα位の水素原子をメチル基に置換した構造を持つ。このα,α'-ジメチル構造はα-アミノイソ酪酸(Aib)にみられるように、側鎖メチル基の立体障害によって一般的に3_<10>ヘリックス形成すると考えられている。そこでBoc-(Leu-Leu-Hib)_n-OEt(Boc=t-butoxycarbonyl, n=2-5)を合成した。その結果Boc-(Leu-Leu-Lac)_5-OEtではαヘリックスを取るのに対し、Boc-(Leu-Leu-Hib)_5-OEtではアンオーダーになることがCDスペクトルより明らかとなった。これは従来の推定に反し、α,α'-ジメチル構造そのものでは規則構造を壊すことを示している。

研究成果

• [文献書誌] Ohyama, T., Oku, H., Yoshida, M., Katakai, R.: "Crystal Structure of a Depsipeptide, Boc-(Leu-Leu-Lac)_3-Leu-Leu-OEt"Biopolymers. (in press). (2001)
• [文献書誌] Nonaka, R., Oku, H., Yamada, K., Sato, K., Kano, S., Suzuki, M., Katakai, R.: "Synthesis of Small Domain Peptides of Glycolitic Enzyme Enolase"Peptide Science 2000. 301-304 (2001)
• [文献書誌] Keiji, Y., Oku, H., Yamada, K., Katakai, R.: "Synthesis and Conformational Analysis of Depsipeptides Containing α-hydroxyisobutyric Acid"Peptide Science 2000. 297-300 (2001)
• [文献書誌] Ishiguro, T., Oku, H., Yamada, K., Sato, K., Kano, S., Suzuki, M., Katakai, R.: "Synthesis of a Peptide Having Partial Sequence of Enolase"Peptide Science 2000. 293-296 (2001)
• [文献書誌] Abe, N., Oku, H., Yamada, K., Katakai, R.: "Synthesis and Conformational Analysis of Model Peptides Containing a Metal Binding Site of Plastcyanine"Peptide Science 2000. 293-296 (2001)