2005 Fiscal Year Annual Research Report
カチオン-π相互作用によるタンパク質のダイナミックな構造制御
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16350003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
竹内 英夫 東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (30111454)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 隆史 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (30222318)
外山 聡 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教授 (60217560)
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| Keywords | タンパク質 / カチオン-π相互作用 / 構造 / 円偏光二色性 / 紫外共鳴ラマン分光法 / ニューロメディン / ウイルス / イオンチャネル |
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| Research Abstract |
正電荷とπ電子との間の相互作用、いわゆるカチオン-π相互作用が、タンパク質の構造安定性に与える影響について以下のように検討した。単一分子内でHis^+_Trp間のカチオン-π相互作用を行なう可能性があるTrp-X-X-X-His型のアミノ酸配列およびN末端にAmino Terminal Cu^<2+>-,Ni^<2+>(ATCUN)結合モチーフNH_2-X-X-Hisを含み、この部位に結合した金属イオンがTrpとカチオン-π相互作用する可能性のあるニューロメディンC(NMC)について、その構造のpHおよび金属結合依存性を、円偏光二色性(CD)スペクトルおよび紫外吸収スペクトルを用いて精査した。その結果、カチオン-π相互作用が単一ペプチドの二次構造に重要な影響を与える可能性は否定された。一方、NMCに関する研究から、Trp側鎖が関与するカチオン-相互作用を、吸収、紫外共鳴ラマンスペクトルの変化以外に、CDスペクトル上の変化としても明確に検出できることを新たに見出した。
B型インフルエンザウイルスのBM2タンパク質が形成するカチオンチャンネルでは、そのアミノ酸配列から、His^+_Trp間のカチオン-π相互作用がチャネル活性機構上、重要な役割を果たすと期待される。BM2の膜貫通領域に相当すると予想されるペプチド(BM2-TMP)をリポソームに再構成し、カチオンチャネル活性をピラニン法を用いて精査した結果、弱酸性側で活性化されるプロトンチャネルの生成が確認され、BM2のプロトンチャネル活性部はBM2-TMPで用いたアミノ酸配列に含まれること、また、Trpの紫外共鳴ラマンスペクトルの強度変化からHis^+-Trp問のカチオン-π相互作用がチャネル活性と密接に関連することが強く示唆された。
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