細胞内輸送小胞モデルとしてのペプチドーリン脂質ナノチューブ

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15570141
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 李 相男 福岡大学, 理学部, 助手 (40248472)
• 研究分担者: 高見 昇 福岡大学, 医学部・RI施設, 助手 (80154904)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: ナノチューブ / 両親媒性ペプチド / 金ワイヤー / リン脂質 / リポソーム / 中性子溶液散乱 / 脂質ヘリックス / 構造生物学

研究概要

我々は様々な疎水性親水性バランスを持つ18残基からなる塩基性両親媒性モデルペプチドをデザイン・合成し、リン脂質との相互作用様式を研究する中で、脂溶性の強いペプチドHel13-5が中性脂質からなるリポソームをナノチューブ化する現象を見いだした。今回研究期間、我々はこの線維状管状構造体形成に注目し、各種生体内リン脂質との相互作用、又Hel 13-5関連ペプチドの新たなデザインと合成による管状構造形成の化学的要因やその生成機構の解明を試みた。またHel 13-5関連ペプチドを用いて細胞内小胞輸送に見られるミクロなナノチューブ形成の要因を追及した。
構造形成のための要因を明らかにするために、数種のアナローグのデザインを行った結果、両親媒性構造の脂溶性の部分が重要で、水溶性部分は、色々なアミノ酸に置換できること、更に脂溶性-水溶性バランスを保ったまま、鎖長を変えていくと、管の直径はあまり変化がないが、長さが異なった構造体が、電子顕微鏡観察で、見られた。脂質とペプチドで形成される線維は混合後1時間以内に形成され、その後その構造が溶液中で安定に存在する。このことは、チューブ内への物質の包接が容易なることを示し、脂質チューブをホストとしてゲスト化合物の包接加工を容易にする。実際に我々は、金コロイド溶液をチューブ内に閉じこめ、紫外線を照射することによって、金ナノワイヤーの合成に成功した。また重水素化リン脂質を用いての中性子溶液散乱実験などの溶液物性を調べ、結合状態を見た所、脂質ヘリックス構造由来の散乱がみられた。さらに、現在そのデータを基にペプチド-脂質複合体のモデル化を行っており、それよりナノチューブの分子構造を明らかすることにしている。

研究成果

• [雑誌論文] The effect of cholesterol and monosialoganglioside (GM1) on the release and aggregation of Amyloid beta-peptide from liposomes prepared from brain membrane-like lipids (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Tashima, R.Oe, S.Lee, G.Sugihara.
  • 雑誌名: Journal of the Biological Chemistry 279 ページ: 17587-17595
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A monolayer study on three binary mixed systems of dipalmitol phosphatidyl choline with choresterol, cholestanol and stigmasterol. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Kodama, O.Shibata, S.Lee.
  • 雑誌名: Colloids Surface B, Biointerfaces 30 ページ: 211-226
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The effect of cholesterol and monosialoganglioside (GMI) on the release and aggregation of Amyloid beta-peptide from liposomes prepared from brain membrane-like lipids (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Tashima, R.Oe, S.Lee, G.Sugihara, E.J.Chambers, M.Takahashi, T.Yamada
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 17587-17595
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A monolayer study on three binary mixed systems of dipalmitol phosphatidyl choline with choresterol, cholesterol and stigmasterol (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Kodama, O.Shibata, S.Lee, G.Sugihara
  • 雑誌名: Colloids Surface B, Biointerfaces 30 ページ: 211-226
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An artificially designed pore-forming protein with anti-tumor effects (2003)
  • 著者名/発表者名: Ellerby, H.M, Lee, S., Ellerby, L.M.
  • 雑誌名: Journal of the Biological Chemistry 278 ページ: 35311-35316
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nanotubules formed by highly hydrophobic amphiphilic alpha-helical peptides and natural phospholipids (2003)
  • 著者名/発表者名: Furuya, T., Kiyota, T., Lee, S.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 84 ページ: 1950-1959
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] An artificially designed pore-forming protein with anti-tumor effects (2003)
  • 著者名/発表者名: Ellerby, H.M, Lee, S., Ellerby, L.M., et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 278 ページ: 35311-35316
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nanotubules foamed by highly hydrophobic amphiphilic alpha-helical peptides and natural phospholipids (2003)
  • 著者名/発表者名: Fumya, T., Kiyota, T., Lee, S., et al.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 84 ページ: 1950-1959
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より