オリゴペプチドによる核酸高次構造の制御

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蛋白質ーDNA相互作用のモデルとして、リジン(Lys)またはアルギニン(Arg)を含む多種のオリゴペプチドを合成し、poly(dG‐m^5dC)との相互作用、特にBーZ構造転移について、円偏光二色性、ラマン散乱、核磁気共鳴の各分光法を用いて調べた結果、次の知見を得た。1.poly(dG‐m^5dC)のBーZ転移は、原則として(LysーX)nーLys型のアミノ酸配列を持ち、XがLysやArgなどの塩基性アミノ酸、またはGlyやAlaのような小さな残基であるオリゴペプチドによって誘起され、その誘起能は繰り返し数nが増すにしたがって急速に増大する。2.例外としてLys‐Gly‐LysはB‐Z転移を誘起しない。ペプチドの柔軟性によるエントロピ-が、核酸との相互作用エンタルピ-に勝るため、DNAと有効な相互作用をしないためと考えられる。3.Lys‐Gly‐Phe‐Gly‐Lys,Lys‐Gly‐Tyr‐G1y‐Lysは、Lys‐Ala‐Lysよりは大きいが、Lys‐Lys‐Lysよりは小さな誘起能を有する。これらのペンタペプチドは、タ-ン構造を取り、トリペプチドと類似の形態でDNAと相互作用すると解釈される。4.Argを複数含むペプチドは、BーZ転移を誘起せず、B型のまま核酸を凝集させる作用が強い。5.Z型を誘起するペプチドも過剰に加えるとDNAを凝集させる。6.DNAの凝集は溶液中のB型またはZ型構造を保持したまま生じる。7.BーZ転移はペプチドがDNAに固定的に結合して生起するものでなく、流動的な相互作用の結果である。8.ペプチドによるZ型のDNA構造の安定化は、エントロピ-増大よりもエンタルピ-の減少によるものである。