膜外シグナルによる膜内ペプチドの会合調節を利用した膜電流制御システムの構築

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膜外からのシグナルを感知する配列や原子団を導入したイオンチャネルペプチドを用いれば、膜外刺激(金属イオン、ペプチド、薬物など)に呼応した膜電流制御システムを開発することが期待できる。本研究では、金属やリガンドとの結合によりチャネル分子の会合状態、あるいは開口を調節することを試み、外部シグナルに同調した個々のチャネルの開口状態の変化をこれらの総和としてのマクロな膜電流として捉えることにより、新しいタイプの情報変換・情報伝達システムの創出を目指している。昨年度の研究において、イオンチャネルペプチド、アラメチシンに適当な膜外配列を導入することにより、膜外構造の相違を膜電流に反映できることを示した。本年度は、この結果をもとに、外界からの刺激に呼応した膜外構造の変化を膜電流変化として捉える系の創出を目指し、銅イオンにより構造変化するヘリックス配列を検討した。種々のヘリックスペプチドを検討した結果、互いにヘリックス一巻き分離れた位置となるように二つのN^ε,N^ε-ビス(カルボキシメチル)リジンを配置した亜鉛フィンガー蛋白質Sp1由来ペプチド、あるいは、人工的にデザインした両親媒性ペプチドにおいて、銅イオンとの錯体形成によりヘリックス構造の安定化が見られることが分かった。また、この際、N^ε,N^ε-ビス(カルボキシメチル)リジン含有ペプチドの簡易合成法を新たに開発した。現在、これらのヘリックスを膜外配列として持つアラメチシン誘導体を合成中である。