ペプチドマトリクスを使った高分子量タンパク質の細胞内送達

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近年、HIV-1 Tat由来の塩基性ペプチドが効率的に細胞膜を透過することが明らかとなり、これをキャリアとしたタンパク質の細胞内導入が報告されている。これらのアプローチにおいては、予め分子内にこれらの配列を組み込んだ形でタンパク質を遺伝子工学的あるいは化学的に調製するか、もしくは、これらのペプチドと目的のタンパク質とを化学的に架橋する必要があり、煩雑な操作が必要であった。この問題の解決のため、本研究では、システインを含んだ疎水化アルギニンペプチドをマトリクスとして用い、目的タンパク質との非共有結合的複合体を形成するアプローチによる細胞内導入法に関して検討を行った。まず、申請者が細胞内DNA導入用に開発したステアリルオクタアルギニンをベースに、分子内にシステインの導入を行い、S-S架橋によりマトリクス構造の安定化を図るとともに、細胞内の還元的環境下でこれらが開裂し、目的タンパク質を放出するようデザインをおこなった。ペプチド合成はFmoc固相法を用いて行い、脱保護後、HPLCを用いて精製した。このペプチドとGFP(緑色蛍光タンパク質)のタンパク質などを混合することにより、タンパク質の細胞内導入を図ったが、おそらくはペプチド中の疎水基とタンパク質との疎水結合が効果的に形成できないために良好な結果は得られなかった。次に、遺伝子工学的に作製したタンパク質の精製にしばしば用いられるヒスチジンタグに着目し、アルギニンペプチドにニッケルキレートを導入し、これとヒスチジンタグを有するGFPを細胞内に導入したところ、共有結合的に結合した場合よりは効率が若干劣ったものの、確かに細胞内への取り込みが促進されることが分かった。現在、これらの系の条件等を詳細に検討することにより、効率の向上を図っている。