球状ミニ蛋白質のデノボ合成による蛋白質の構造安定化要因及び折れ畳み機構の解明

通过球状小蛋白的从头合成阐明蛋白质结构稳定因子和折叠机制

• 批准号: 09261240
• 负责人: 李 相男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09261240/
• 关键词: 構造生物学; 人工蛋白質; 蛋白質のフォールディング; 蛋白質のデノボ・デザイン; 両親媒性α-ヘリックス; 蛋白質-脂質相互作用

人工的な蛋白質のde novo合成は、未知なる蛋白質の構造やその特性を知る手助けとなる。我々はアミノ酸69残基からなるミニ蛋白質(SGP)をデザイン、合成した。この蛋白質の特徴は、N端から11残基が脂溶性のα-helixを形成、また残りが3つのβ-turnと、3つの両親媒性α-helix部分からなる。このものは、溶液中で単量体で存在し、脂溶性α-helixを中心にして3つの両親媒性α-helixがそれを取り囲んで、球状のモルテングローブ状蛋白質の性質を示す。また、その脂溶性コアが脂質膜に容易に導入され、チャンネル特性を示して色々な生理活性をあらわす。興味あることには、このものは、細胞のアポトーシスを誘起し、ヌードマウスに対して、アドレアマイシンより強い抗癌性をしめした。今回、このSGPの色々なanalogを合成して、その構造安定化を探る研究を展開した。(1)Ala oligomerからなる脂溶性α-helixを、より脂溶性の高いLeu oligomerに置換したもの(SGP-L)、(2)3つの両親媒性部のLysの一部をGluに置換し、荷電相互作用させたもの(SPG-E)、(3)β-turn部全てをGlyに置換して、ループ部の柔軟性を高めたもの(SGP-G)である。SGP-Lは、平衡沈降法などにより3量体を形成し、6MGu・HCl変性実験において二次構造は安定である。SGP-Eは、SGPより安定であり、しかも、二量体もしくは、三量体を形成していた。SGP-Gは、SGPよりやや安定性が増加したが、単量体ではなかった。これらのことは、脂溶性コア、水溶性部分及び折れ曲がり部分が蛋白の会合に微妙に影響している事を示す。次にペプチドと脂質相互作用を調べところ、これらペプチドの中心の脂溶性のα-helixは全て脂質膜に取り込まれていた。また、SGP-Lが赤血球を凝集させるレクチン的な効果があるが、抗癌作用はなかった。SGP-Eの脂質との相互作用は弱く、SGP-Gにおけるβ-turnのflexibilityは、脂質との相互作用にはあまり影響がなかった。このアミノ酸69残基からなるSGPとその関連analogsは、蛋白質内部におけるアミノ酸残基のspace fillingを観測することや、蛋白質の会合状態の構造間における疎水性領域と親水性領域の役割をを調べるうえで有益なモデルとなると考えられる。

Artificial な protein <s:1> de novo synthesis, unknown なる protein <s:1> structure やそ <s:1> properties を know る hand assist けとなる. I 々, ア, ア, ノ, acid 69 residue, らなる, ニ, protein (SGP), をデザ, <s:1>, ア, synthetic, た. こ の protein の, 徴 は, n-terminal か ら 11 residues が fat-soluble の alpha helix を formation, ま た residual り が 3 つ の beta turn と, 3 つ の struck close pollination alpha helix part か ら な る. こ の も の は, solution で 単 quantity body で し, fat-soluble alpha helix を center に し て 3 つ の struck close pollination alpha helix が そ れ を take り 囲 ん で, globular の モ ル テ ン グ ロ ー ブ protein の nature を す. ま た, そ の fat-soluble コ ア が lipid membrane に に easily import さ れ, チ ャ ン ネ ル features を shown し て color 々 な physiological activity を あ ら わ す. Fun あ る こ と に は, こ の も の は, cell の ア ポ ト ー シ ス を induced し, ヌ ー ド マ ウ ス に し seaborne て, ア ド レ ア マ イ シ ン よ り strong い anti-cancer を し め し た. This time, the <s:1> <s:1> SGP <e:1> color 々なanalogを synthesis <s:1> て and そ <s:1> structural stabilization を exploration る research を is carried out for た た. (1)Ala oligomer らなる liposoluble α-helixを, よ <s:1> liposoluble <s:1> high らなる Leu Oligomer に replacement し た も の (the SGP - L), (2) 3 つ の struck close pollination of の Lys の a を Glu し に substitution, the interaction between charged さ せ た も の (SPG - E), (3) beta turn all て を Gly に replacement し て, ル ー プ department の high softness を め た も の (the SGP - G) で あ る. The SGP -l は, balance sink な ど に よ り を 3 quantity body formation し, 6 mgu · HCl - sex be 験 に お い て は secondary structure stability で あ る. Gp -E た, SGPよ, であ であ, <s:1> n ^ n ^ n, diploid <s:1> く, trisploid を form <s:1> て た た. Sgp-g な, SGPよ よ やや やや stability が increase <s:1> たが, 単 volume で な な った った った. こ れ ら の こ と は, fat-soluble コ ア, water-soluble part and び fold れ が り part meet が protein の に subtle に し て い る を す indicated. Time に ペ プ チ ド と lipid interactions を adjustable べ と こ ろ, こ れ ら ペ プ チ ド の center の fat-soluble の alpha helix は complete て lipid membrane に take り 込 ま れ て い た. ま た, the SGP -l が red blood corpuscle を agglutination さ せ る レ ク チ ン な of unseen fruit が あ る が, anticancer は な か っ た. The SGP - E の lipid と の weak interaction は く, the SGP - G に お け る beta turn の flexibility は, lipids と の interaction に は あ ま り influence が な か っ た. こ の ア ミ ノ acid residue 69 か ら な る the SGP と そ の masato even analogs は, protein internal に お け る ア ミ ノ acid residues の space Filling を 観 measuring す る こ と や, protein の meet state の structure between に お け る 疎 water cut areas と hydrophilic の service を を adjustable べ る う え で beneficial な モ デ ル と な る と exam え ら れ る.

项目成果

大石修, 山下昭二, 李相男, 他3名: "Conformations and orientations of aromatic amino acid residues of tachypresin I in phospholipid membranes" Biochemistry. 36. 4352-4359 (1997)

Osamu Oishi、Shoji Yamashita、Sang-nam Lee 和其他 3 人：“磷脂膜中速加压素 I 的芳香氨基酸残基的构象和方向”生物化学 36. 4352-4359 (1997)。

杉原剛介, 李相男, 他4名: "Micelle formation of dedecylammmmonium surfactant with mixed counterions:Perfluorocarboxylate and alkanesulfonate ions" Journal of Colloid and Interface Science. 187. 435-442 (1997)

Kosuke Sugihara、Sang-nam Lee 和其他 4 人：“使用混合抗衡离子：全氟羧酸根和烷磺酸根离子形成十烷基铵表面活性剂的胶束”，胶体与界面科学杂志 187. 435-442 (1997)。

佐々木泰司, 杉原剛介, 李相男, 他3名: "A themodynamic study on the adsorption behavior of four bile salt species on graphite in water" Colloids and Surfaces B:Biointerfaces. 9. 169-170 (1997)

Yasushi Sasaki、Kosuke Sugihara、Sang-man Lee 和其他 3 人：“四种胆盐物质在水中石墨上吸附行为的热力学研究”胶体和表面 B：生物界面 9. 169-170 (1997)。

李相男, 山下昭二, 杉原剛介, 他4名: "De novo design,synthesis and characterization of a pore-forming small globular protein SGP and its insertion into lipid bilayers" Biochemistry. 36. 3782-3791 (1997)

Sang-man Lee、Shoji Yamashita、Kosuke Sugihara 和其他 4 人：“成孔小球状蛋白 SGP 的从头设计、合成和表征及其插入脂质双层”生物化学 36. 3782-3791 (1997)。

大石修, 山下昭二, 李相男, 他2名: "Peculior photophysical properties of a conformationally proximal pyrene pair" Chemical physics Letter. 269. 530-534 (1997)

Osamu Oishi、Shoji Yamashita、Sang-nam Lee 和另外 2 人：“构象近端芘对的特殊光物理性质”化学物理快报 269. 530-534 (1997)。