固体高分解能NMR新規手法の開発と生理活性ペプチドの膜結合構造の決定への適用

新型固态高分辨率核磁共振方法的开发及其在生物活性肽膜结合结构测定中的应用

• 批准号: 14780507
• 负责人: 西村 勝之
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-14780507/
• 关键词: 固体NMR; 試料発熱; 低出力ラジオ波; 脂質; 副腎皮質刺激ホルモン; β-endorphin; TANMA-CP; TNASEMA; 新規固体核磁気共鳴法; 感度向上; ホルモンペプチド; 脂質膜

本研究では、脂質と相互作用する生理活性ホルモン、内因性オピオイドペプチドβ-エンドルフィン、および副腎皮質刺激(ACTH)ホルモンのリン脂質二重膜への結合構造の決定、さらにこれら含水試料に適した新規固体NMR感度向上法、構造解析法の開発を行った。^<31>P-固体NMR測定による脂質極性質、^<13>C-固体NMR測定によるペプチド主鎖の二次構造解析から、β-エンドルフィンは中性膜DMPC多重膜リポソームではペプチド:脂質が1:30以下のペプチド濃度で均一な構造を取り、14-26残基間はα-ヘリックス構造を取ることが判明した。さらにN末端受容体結合部位はβ-turn構造を取ることが示唆された。一方ACTHは酸性膜DMPG多重膜リポソーム膜表面と主に静電相互作用で強く結合し、10-14残基間はα-ヘリックス構造を、7、20残基目はランダムコイル構造を取ることが判明した。これよりC、N両末端ではランダムコイル構造を取ることが示唆された。これら多くの水分子を含有する運動性の高い生体試料の活性構造解析のために、試料発熱を伴わない低出力ラジオ波を用いた^<13>C、^<15>N核等の希薄核観測のための新規感度向上法TANMA-CP(Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization)法の開発、および異種核間磁気双極子相互作用と化学シフト異法性を選択的に観測し、分子の幾何情報の決定を可能にする新規2次元相関NMR、TANSEMA(Time Averaged Nutation Spin Exchange at Magic Angle)法の開発に成功した。これら測定法では観測する情報め精度、確度を犠牲にすることなく、試料発熱を生じるラジオ波出力を既存の測定法の1/10以下に設定可能にし、試料発熱が極めて抑制できることを理論的、実験的に証明した。

This research is based on the determination of the binding structure of the lipid double membrane of physiologically active molecules, endogenous β-endendorf molecules, and accessory renal cortical stimulation (ACTH) molecules, as well as the development of new solid-state NMR sensitivity up methods and structural analysis methods suitable for these aqueous samples.^ <31>P-solid state NMR determination of lipid polar properties, <13>C-solid state NMR determination of the secondary structure of the main lock, β-terminal neutral membrane DMPC multiple membrane separation, reverse selection: lipid concentration of less than 1:30, homogeneous structure, 14-26 residues between the α-terminal structure The N-terminal receptor binding site is a β-turn structure. A single ACTH acid film DMPG multiple film surface and main electrostatic interaction between residues 10-14 alpha-, 7-and 20-residue structure was identified The C and N ends of the ring are arranged in the same way. The <13><15>new sensitivity up-method TANMA-CP(Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization) method was successfully developed for the determination of molecular geometric information. The new sensitivity up-method TANMA-CP(Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization) method was successfully developed for the determination of molecular geometric information. The accuracy and accuracy of the measurement method are determined by setting the possibility of sample heat generation, wave output and other parameters less than 1/10 of the existing measurement method.

项目成果

K.Nishimura, A.Naito: "Reduction of rf Power of Observed Nuclei for ^1H-Homonuclear Decoupled Cross-Polarization in Solid-State NMR Spectroscopy"Chem.Phys.Letters. 380. 569-576 (2003)

K.Nishimura、A.Naito：“固态 NMR 光谱中 ^1H-同核解耦交叉极化观察到的原子核的射频功率的降低”Chem.Phys.Letters。