カルモデュリンによるオピオイドペプチドの分子認識

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カルモデュリン(CaM)とオピオイドペプチドの相互作用を円偏光二色性(CD)及び水素核磁気共鳴法(′HNMR)を用いて調べた。ペプチドとしてまずカルモデュリンと強く結合する(解離定数【10^(-9)】M)メリチンを選び、さらに、強いアンタゴニストであるトルフルオペラジン(TFP)(解離定数【10^(-6)】M)と比較検討した。CaMの220-240nmの負のCDは【Ca^(2+)】存在下メリチンを添加すると大きく変化した。この変化はTFP添加時に認められる変化とほぼ同じであり、α-ヘリックス含量が減少すると共にβ-シート及びβ-ターン含量が増加した。【Ca^(2+)】存在下CaMの′HNMRはメリチン添加とTFP添加とでは異なっていた。即ち高磁場側において【Ca^(2+)】-CaMの0.30ppm(Ile,δ-メチル)のピークはメリチン添加で巾広くなったがTFP添加では変化しなかった。又、0.85ppmのメチル基のピークはメリチンを添加することによりほとんど変化しなかったが、TFPを添加することにより明確な二本線に分裂した。同様なNMRスペクトルの違いは低磁場側においても認められた。即ち【Ca^(2+)】-CaMの6.32ppm(Tyr-138δ)、6.54ppm(Tyr-138ε)、6.64ppm,6.79ppmのピークはメリチン添加により0.03ppm高磁場側へ移動したがTFP添加ではその様な動きは認められなかった。又、6.96ppm及び7.02ppmのピークはメリチン添加によりそれぞれ7.03ppm及び6.93ppmへ移動したがTFP添加では6.91-6.93ppmに新しいピークが出現した。このようにメリチン及びTFPは共に【Ca^(2+)】-CaMへ同じ様な結合様式で結合すると予想されたが、′HNMRを詳細に調べることにより【Ca^(2+)】-CaM上の結合部位は厳密には異なっている可能性が示唆された。ACTH、サプスタンスPにおいてもメリチンと同様な結果が得られ、ペプチド-CaM相互作用について有益な知見を得た。