疎水性相互作用を利用したペプチドアミロイド組織化構造体の動的制御

利用疏水相互作用动态控制肽淀粉样蛋白组装结构

• 批准号: 14045220
• 负责人: 三原 久和
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14045220/
• 关键词: ペプチド; アミロイド; 自己組織化; βシート; 立体構造; αヘリックス

リサイクル可能な新規の機能・構造特性を有するソフトマテリアル合成に関して、生体高分子、特に多彩な構造・機能特性を有するタンパク質(ポリペプチド)の組織化機能に学び・超えるペプチド材料システム設計・合成と動的制御を目的とする。特に近年、タンパク質の組織化・増幅現象としてタンパク質の3次元構造変化(ミスフォールディング)に起因したアミロイド繊維形成に高い関心が集まっている。高分子的観点からも、ポリペプチド1次構造がキラルかつシークエンシャルに制御され、2次構造としてのらせん構造、ひだ状構造が制御され、かつ更に3次元構造=機能へと階層的に増幅構築される。このような特性を有するポリペプチドの構築原理を解き明かすことは非常に魅力的であり、かつ新規のソフトマテリアル材料の非共有結合的相互作用に基づく動的制御に結びつく。自己組織化するポリペプチドとして、アミロイドペプチドを選択した。アミロイド繊維はペプチドβシートが、疎水性相互作用、水素結合、静電結合により繊維状にキラルに構造制御された自己組織化集合体である。我々は、平行二本鎖α-ヘリックス構造を有すペプチドのN末端に疎水性基を導入することにより、均一環境下において自発的・自己触媒的に、α-ヘリックス構造からβ-シート構造へと転移し、それに伴いアミロイド繊維を形成するペプチドの設計に成功している。今年度、アミロイドペプチドの構造相補性に着目し、アルツハイマー病Aβペプチドの形成するアミロイド繊維状集合体を増幅できるペプチドの設計を試みた。アルツハイマー病Aβペプチドの繊維状核に対して繊維構造を増幅することのできるアミロイド性人工ペプチドを新たに設計し、組織化構造情報を増幅するシステムの構築に成功した。このような集合体増幅能は、自己増殖能をもったポリマーの設計に有用であり、将来のソフトマテリアルの機能の一つとして有望である。

关于可以回收可回收的新功能和结构特性的软材料合成，目的是设计，合成和动态控制肽材料系统，从而可以学习和超过生物聚合物的组织功能，尤其是蛋白质（多肽）具有各种结构和功能。尤其是近年来，由于蛋白质的三维结构变化（错误折叠）是蛋白质组织和扩增的现象，人们对淀粉样纤维的形成引起了极大的兴趣。从聚合物的角度来看，主要的多肽结构是手性的，并且是依次控制的，作为二级结构的控制，螺旋状和折叠状结构被控制，进一步的扩增和构造是在3D结构=函数的层次上构造的。阐明具有这种特性的多肽的构造原理非常有吸引力，并且基于新型软材料的非共价相互作用，导致动态控制。选择淀粉样蛋白肽作为自组装多肽。淀粉样蛋白纤维是自组装的组件，其中肽β板通过疏水相互作用，氢键和静电键纤维控制。通过在具有平行双链α-螺旋结构的肽的N末端引入一个疏水基团，我们成功地设计了一种肽，该肽从α-螺旋结构自发和自身式催化的转移到同质环境中的β-折叠结构，以及在同质环境中，以及在此形成型含量的含量。今年，我们专注于淀粉样肽的结构互补性，并试图设计可以扩增由阿尔茨海默氏病Aβ肽形成的淀粉样蛋白纤维组件的肽。我们设计了一种新的淀粉样人造肽，该肽可以针对阿尔茨海默氏病Aβ肽的纤维核的纤维结构，并成功构建了一个放大有组织的结构信息的系统。这种聚合能力在具有自增殖能力的聚合物的设计中很有用，并且在将来作为软材料的函数有希望。

项目成果

Yuta Takahashi: "Complementary Assembly of Heterogenous Peptides into Amyloid Fibrils and Their Catalytic Function"Peptide Science 2001. 353-354 (2002)

Yuta Takahashi：“异源肽互补组装成淀粉样原纤维及其催化功能”肽科学 2001. 353-354 (2002)

Taro Yamashita: "Inhibition of Peptide Amyloid Formation by Cationic Peptides with Homologous Sequences"Bioorg.Med.Chem.Lett.. 13. 4051-4054 (2003)

山下太郎：“具有同源序列的阳离子肽对肽淀粉样蛋白形成的抑制”Bioorg.Med.Chem.Lett.. 13. 4051-4054 (2003)

三原久和: "アミロイド形成の分子機構と阻害"化学工業. 53. 491-496 (2002)

Hisakazu Mihara：“淀粉样蛋白形成的分子机制和抑制” Kagaku Kogyo。53. 491-496 (2002)

Yuta Takahashi: "Amyloid Architecture : Complementary Assembly of Heterogeneous Combinations of Three or Four Peptides into Amyloid Fibrils"ChemBioChem. 3. 637-642 (2002)

Yuta Takahashi：“淀粉样蛋白结构：三或四种肽异质组合互补组装成淀粉样蛋白原纤维”ChemBioChem。

Yuta, Takahashi: "Construction of a chemically and conformationally self-replicating system of amyloid-like fibrils"Bioorg.Med.Chem.. 12. 693-699 (2004)

Yuta，Takahashi：“淀粉样原纤维的化学和构象自我复制系统的构建”Bioorg.Med.Chem.. 12. 693-699 (2004)