2000 Fiscal Year Annual Research Report
膜の流動性が膜貫通α-ヘリックス構造の膜中の挙動に与える効果
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12680665
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
李 相男 福岡大学, 理学部, 助手 (40248472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 昭二 九州大学, 農学部, 助教授 (70089936)
杉原 剛介 福岡大学, 理学部, 教授 (50090915)
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| Keywords | 構造生物学 / 膜タンパク質 / 生体膜膜貫通α-ヘリックスペプチド / 蛍光のエネルギー移動 / 脂質タンパク質相互作用 / 生体膜の流動性 / リポソーム |
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| Research Abstract |
近年の膜脂質及び膜タンパク質の生体膜中でのダイナミックスの研究は、膜存在機能性複合タンパク質の構成タンパク質間の相互作用とその機能発現メカニズムの具体的証拠をあたえつつある。しかしながら、膜脂質の流動性とタンパク質の膜中での挙動の、客観的な評価方法が与えられていない。近年、膜の流動性と関連して、スフィンゴミエリンとコレステロール(Ch)の複合体(クラスター)が、膜タンパク質の運搬をコントロールしているという「筏」仮説が示されて、それが、発生学、更には、神経疾患、癌の発生とその制御にも関連しているため、注目されている。今回膜貫通タンパク質のモデル系としての1回膜貫通α-ヘリックスペプチドが、脂質の種類や組成などの変化による膜の流動性を変えることによっておこす相互作用の変化を基に、膜タンパク質の会合様式を評価することを目的として、以下の実験を行った。
1)膜中の会合挙動を一回膜貫通型のα-ヘリックスモデルペプチドを基に、蛍光アミノ酸を別々にホストペプチド(P24)に導入しその間のエネルギーの移動やエキシマーの形成をもとに調べるため、以下のモデルペプチドのデザインと合成した。
Ac-Lys2-Gly-Leu24-Lys2-Ala-NH2---P24
Ac-Lys12-Gly-Leu9TrpLeu14-Lys2-Ala-NH2---P24-W
Ac-Lys12-Gly-Leu9-Pya-Leu14-Lys2-Ala-NH2---P24-Pya
2)モデルペプチドと脂質との相互作用を、CDを用いて各種脂質脂質二分子膜の存在下でのペプチドのconformationを調べることで行った所、これらはα-ヘリックス構造をとっていることがわかった。
3)膜の流動性を変えてのペプチドの相互作用変化の測定。P24-W、P24-Pyaの間のエネルギー移動の効率を、脂質膜の組成を変えて調べた。脂質としては、まず、PCをもとに、色々な濃度のChを含ませて、膜の流動性をかえ、ホスト間のエネルギーの移動やエキシマーの形成の変化をしらべた。その後、スフィンゴミエリンとコレステロールの複合体(ラフト)の系で、同様の実験を行った。これらの結果より、ペプチド-ペプチド間のα-ヘリックス相互作用は、膜の流動性の増加とともに増したが、これはラフト相外の液晶部分にペプチドが濃縮されその結果、会合が促進されることに、起因することがわかった。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] T.Kiyota,R.Yanagida,M.Oka,M.Miyoshi,S.Lee and G.Sugihara: "The Effect of D-Amino Acid-Containing Basic Peptides with Different Hydrophobicity on the Antimicrobial and Cytotoxix Activity"Bulletin of Chemical Society Japan. 73. 2363-2370 (2000)
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[Publications] S.Lee,H.M.Ellerby,T.Kiyota,G.Sugihara,: "De Novo Design and Synthesis of a Small Globular Protein That Forms a Pore in Lipid Bilayers"Drug Delivery in the 21st Century. ACS Series 752. 139-148 (2000)
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[Publications] D.Shigematsu,C.Sakamoto,H.Tajima,S.Lee,S.Yamashita,and G.Sugihara: "Association mode of a transmembrane α-helical model peptide, p24, and its analogs in phospholipid bilayers"Peptide Science. 1999. 369-370 (2000)
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[Publications] T.Furuya,T.Kiyota,S.Lee Y.Niidome and G.Sugihara: "Fibril structure formed by the interaction of an amphiphilic α-helical peptide, Hel 13-5, and its analogs with phospholipids"Peptide Science. 1999. 371-374 (2000)
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[Publications] R.Oe,N.Matsuo,T.Kiyota,S.Lee,G.Sugihara,M.Takahashi and T.Tamada: "Interaction of amyloid β-peptide(1-40) with a lipid-mixture having brain membrane-like lipid composition"Peptide Science. 1999. 230-234 (2000)
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[Publications] K.Shindo,K.Shinozaki,K.Kami,K.Anzai,S.Lee,H.Aoyagi,Y.Kirino and I.Shimada,: "Solution Structure of Micelle-bound H5 Peptide (427-452) : A Pri-mary Structure Corresponding to the Pore-Forming Region of the Voltage Dependent Potassium Channel"Biochim.Biophys.Acta. (In press). (2001)
