ペプチド原子分解能イメージング法開発に基づく自己集合過程の解明

基于肽原子分辨率成像方法的开发阐明自组装过程

基本信息

批准号：
22K14704
负责人：
中室貴幸
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14704/
关键词：
ペプチド透過電子顕微鏡自己集合原子分解能単分子

项目摘要

自己集合現象は広く科学一般の重要な研究分野であり，本研究ではペプチド凝集挙動に着目した研究を執り行う．ペプチド凝集挙動の解明は，物理的性質を理解するだけに留まらず創薬設計指針の獲得など基礎から応用研究まで重要とされる．ペプチドは数kDa程度の有機中分子であり，その構造解析にはNMRやX線結晶構造解析が重用されてきた．しかしながら，本質的に混合物である凝集体を解析する目的には，これらのアンサンブル平均の分子描像を与える分析ツールは適さない．一方，単分子観察法としての原子間力顕微鏡(AFM)では，水平方向への分解能の制限により精緻な構造情報の獲得がしばしば困難となる．このような背景のもと，初年度は本申請研究では広く自己組織化現象に対しての知識を進歩させる，新たなイメージング法として単分子原子分解能時間分解電子顕微鏡法(SMART-EM)の深化を目指した．数あるペプチド分子から，メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の治療薬として注目を集めるダプトマイシン(cubicin)を概念実証のモデルとして選定した．カルシウム依存的な自己集合過程を精緻に解析するためのSMART-EM手法の開発，ならびに動的光散乱法などの分析手法を組み合わせることにより，ペプチド凝集挙動に対する分子レベルでの知見獲得を実現する分析方法を確立した．

自我组装现象通常是一个广泛而重要的研究领域，这项研究的重点是肽聚集行为。阐明肽聚集行为不仅是了解物理特性，而且从基础到应用研究中也很重要，例如获取药物发现设计指南。肽是大约几个KDA的有机培养基分子，NMR和X射线晶体结构分析已被大量用于结构分析。但是，提供这些整体平均值的分子图像的分析工具不适合分析本质上混合的聚集体。另一方面，在原子力显微镜（AFM）中，单个分子观察方法，由于水平方向上分辨率的限制，通常很难获得精确的结构信息。在这种背景下，在第一年，这项申请研究旨在加深单分子原子分辨率时间分辨的电子显微镜（SMART-EM）作为一种新成像方法，该方法将广泛提高有关自组织现象的知识。从许多肽分子中，Daptomycin（Cubicin）吸引了注意作为对甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）的治疗方法，作为概念证明模型。通过开发一种精确分析钙依赖性的自组装过程并结合分析方法（例如动态光散射）的智能EM方法，我们建立了一种分析方法，使我们能够在分子水平上获取有关肽聚集行为的知识。