磁場配向ニ重膜中生理活性ペプチドの動的構造解析法の開発

磁定向双膜生物活性肽动态结构分析方法的发展

• 批准号: 11160217
• 负责人: 内藤 晶
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Himeji Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11160217/
• 关键词: 磁場配向ニ重膜; 生理活性ペプチド; メリチン; 膜分断; 膜融合; 膜蛋白質; 固体NMR; 化学シフト値

膜蛋白質の立体構造を決定する新しい方法として、磁場配向二重腹中に膜蛋白質を組み込み、固体NMRの手法を用いて動的高分解能構造を得る研究を進めた結果、次の成果が上がった。1.リン脂質二重膜にメリチンを分散させることにより、この二重膜は相転移点前後で膜分断および膜融合が観測された。膜融合を強い磁場中で行うことにより、このリン脂質二重膜は膜面を自発的に磁場に平行に向けて配向することが明らかになった。特にメリチン-DMPC二重膜系では直径が50μmにも達する巨大小胞体が形成していることが判明したので磁場に長軸を向けた楕円形小胞体を形成していることが明らかになった。また脂質二重膜の相転移点付近に温度を下げると、膜分断を起こす直前に膜表面に多くの小孔が形成されることを見いだした。2.この自発的磁場配向膜を用いて膜結合生理活性ペプチドの立体構造や膜配向構造の決定を試みた。膜結合メリチンにおいては5カ所のカルボニル炭素を^<13>Cで標識して、それぞれの部位の構造情報を化学シフト値から解析した。その結果、メリチンは全体に渡ってα-ヘリックス構造を形成していることが分かった。さらに、N端側とC端側に2本のへリックスが存在し、N端は30°端は10°程度ヘリックス軸から傾いた平均軸のまわりを回転していることが判明した。加えて磁場配向状態の化学シフト値の解析から平均軸は膜面に垂直に貫通していることが明らかになった。顕微鏡による結果と合わせると、メリチンの膜分断は脂質の流動性が下がるにつれてへリックスが互いに会合して多くの小孔を形成し、最後に膜全体が分断される分子機構が明らかになった。

New methods for determining the three-dimensional structure of membrane proteins, magnetic field alignment, membrane protein assembly, and solid-state NMR techniques for obtaining high-resolution energy structures have been developed. 1. The separation and fusion of lipid double membrane before and after the phase shift point Membrane fusion in strong magnetic field parallel to membrane alignment In particular, the formation of large cells with diameters of up to 50μm in the DMPC double film system was observed in the long axis of the magnetic field. The phase shift point of lipid double membrane is close to the temperature, and the membrane is broken. 2. The application of self-generated magnetic field alignment film in combination with physiological activity and determination of film alignment structure The <13>structure information of the film is analyzed by chemical analysis. The result is that the structure of the whole structure is formed. The two sides of the N terminal and the C terminal have different degrees of separation, and the N terminal has different degrees of separation, and the average axis has different degrees of separation The analysis of the chemical value of the magnetic field alignment state shows that the average axis is perpendicular to the film surface. The results of the micro-mirror are that the membrane is separated from the lipid and the fluidity is reduced, and the membrane is separated from the lipid and the fluidity is reduced.

项目成果

M. Tanio: "Conformational changes of bacteriorhodopsin along the proton-conduction chain as studied with ^<13>C NMR of [3-^<13>C]Ala-labeled protein : Arg^<82> may function as an nformation mediator"Biophys. J.. 77. 1577-1584 (1999)

M. Tanio：“利用 [3-^ 13 C]Ala 标记蛋白的 ^ 13 C NMR 研究细菌视紫红质沿质子传导链的构象变化：Arg ^ 82 可能起到信息介体的作用

K.Nishimura: "Analysis of dipolar dephasing pattern in I-S* multispin system for obtaining the information of molecular packing and its application to crystalline N-acetyl-Pro-Gly-Phe by REDOR solid state NMR"J.Phys.Chem.. 103. 8398-8404 (1999)

K.Nishimura：“分析 I-S* 多自旋系统中的偶极相移模式以获得分子堆积信息及其通过 REDOR 固态 NMR 对结晶 N-乙酰基-Pro-Gly-Phe 的应用”J.Phys.Chem.. 103

S.Tuzi: "Location of a cation-binding site in the loop between helices F and G of bacteriorhodopsin as studied by ^<13>C NMR"Biophys.J.. 76. 1523-1531 (1999)

S.Tuzi：“通过 13 C NMR 研究细菌视紫红质螺旋 F 和 G 之间环中阳离子结合位点的位置”Biophys.J.. 76. 1523-1531 (1999)

M.Kamihira: "Phenyl ring dynamics of enkephalin molecules and behavior of bound solvents in the crystalline states by ^2H NMR spectroscopy"J.Phys.Chem.. 103. 3356-3363 (1999)

M.Kamihira：“脑啡肽分子的苯环动力学和结晶状态下结合溶剂的行为，通过^2H NMR 光谱”J.Phys.Chem.. 103. 3356-3363 (1999)

M. Kamihira: "Conformational transitions and fibrillation mechanism of human calcitonin as studied by high resolution solid state ^<13>C NMR"Protein science. (in press). (2000)

M. Kamihira：“通过高分辨率固态13 C NMR研究人类降钙素的构象转变和纤维颤动机制”蛋白质科学。