Dopa含有新規内因性フェノールオキシダーゼ阻害ペプチドの機能構造解析

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動物界に存在する蛋白質修飾構造として初めて見出されたフェノールオキシダーゼインヒビター(POI)に存在するDopa残基の役割を、その立体構造に対する影響も含めて明らかにする事を目的とし、そのジスルフィド結合架橋様式の決定、核磁気共鳴法を用いた構造決定、及び生化学的、有機化学的手法と計算機実験を組み合わせたPOIの構造的特性に関する研究を行なった。まず、NMR測定による3次元構造解析に先立ち、未修飾ペプチドに相当する[Tyr^<32>]POIのジスルフィド結合架橋様式の決定を行なった。すなわち、段階的酵素消化及びジスルフィド結合の部分還元アルキル化を併用し、酵素消化によって切断が困難である隣接Cys残基を含む2組のジスルフィド結合は、新規ジスルフィド結合架橋法にて合成したフラグメントペプチド標品を、酵素消化物と比較することにより同定し、本分子のジスルフィド結合架橋様式が、シスチンノット構造ファミリーに分類される魚食貝や蜘蛛の毒ペプチドと同一のトポロジーである事を明らかにした。次に高分解能NMR測定により得た結果を、今回明らかにした分子内ジスルフィド結合架橋様式を合わせて解釈する事により、その立体構造の解明も行い、dopa残基周辺に新規構造モチーフを見出した。in vitroでのリフォールディング実験において、未修飾残基(Tyr)を含むペプチドは妥当な回収率でnative POIに相当する単一の生成物を与えたのに対し、32位にdopa残基を有するペプチドを用い場合、天然物と一致しない複数のミスフォールドした生成物を与える事、又dopa残基を化学的に修飾する事によりこの性質が打ち消される事から、POIの機能を担う必須の残基であるdopa残基は、単なる翻訳後修飾に止まらず、合目的な機能構造構築のための鍵を握る事が考えられ、現在そのフォールディング過程を明らかにすべく実験を進めている。