アミロイドモデルの構築と新規ナノ構造材料への応用に関する研究

淀粉样蛋白模型构建及其在新型纳米结构材料中的应用研究

• 批准号: 03J01538
• 负责人: 古賀 智之
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01538/
• 关键词: ペプチド; 自己組織化; アミロイド; ナノファイバー; 高次構造; β-シート構造; ナノ構造; プロテインエンジニアリング

疎水性相互作用を駆動力とする種々のアミロイドモデルペプチドの創製を目指し、ペフチド鎖の片末端側、分子鎖中央、両末端にそれぞれ疎水性アミノ酸であるロイシンドメインを組み込んだ種々の両親媒性オリゴペプチドの設計および合成を行った。具体的にはカチオン性ペプチドとしてLLLLKKKKKKKKLLLL(L4K8L4), KKKKKKLLLLKKKKKK(K6L4K6), LLLLKKKKKKKKKKKK(L4K12)(ここでL:ロイシン,K:リシン)、アニオン性ペプチドとしてLLLLEEEEEEEEEEEE(L4E12)(E:グルタミン酸)を新規に合成した。各ペプチドの水系での自己凝集特性・高次構造特性をCD, FTIR, AFM等により総合的に検討した。その結果、ペプチドの自己凝集特性・高次構造特性は外部環境(pHや溶液組成等)に加えて、その分子構造にも強く依存することがわかった。特に両末端に疎水性ドメインを有するL4K8L4はpH8.5-9.5(リシン残基のpKaに相当)の特定条件下において自己集合し、ランダムコイル構造から逆平行β-シート構造への転移を伴い規則的なナノファイバーを形成することを明らかにした。またその自己集合メカニズムは階層的であり(球状:ca.0.8nm→β-シートテープ(ca.1.6nm height)→I型ファイバー(ca.6nm height)→II型ファイバー(ca.12nm height))、これはアルツハイマー病の由来ペプチドとして考えられているAβ(1-40)ペプチドと類似したものであった。一方K6L4K6、L4K12は同条件下においてミセル様の集合構造が安定構造となることが分かった。このようにペプチドの分子構造と外部条件により、その自己凝集特性に加え、自己集合体のナノ構造も制御可能であることが示された。

为了创建由疏水相互作用驱动的各种淀粉样蛋白模型肽，设计和合成了各种两亲性寡肽，并在PEFTIDE链的一端，中央和分子链的两端结合了疏水性氨基酸亮氨酸结构域。 Specifically, LLLLKKKKKLLLL (L4K8L4), KKKKLLLLKKKK (K6L4K6), LLLLKKKK (L4K12) (here, L:leucine, K: lysine) were newly synthesized as cationic peptides, and LLLLLEEEEEEEEE (L4E12) (E:glutamic acid) were newly synthesized as阴离子肽。使用CD，FTIR，AFM等对水系统中每种肽的自我聚集和结构特性进行了全面检查。结果，发现肽的自构和结构特性在很大程度上取决于其分子结构，以及其外部环境以及其外部环境（pH，溶液，溶液组成等）。特别是，在两端都有疏水结构域的L4K8L4，在pH 8.5-9.5的特定条件下进行自组装（对应于赖氨酸残基的PKA），并形成常规纳米纤维，并具有从随机线圈结构转移到反平行β-图折叠结构的常规纳米纤维。自组装机制也是分层的（球形：Ca.0.8nm→β-折叠胶带（Ca.1.6nm高）→I型纤维（Ca.6nm高）→II型纤维（Ca.12nm高）），与Aβ（1-40）肽相似，这与Al eAl se se dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece dece te pepte pepte。另一方面，发现K6L4K6和L4K12的胶束样组件结构在相同的条件下变得稳定。因此，已经表明，除了其自我聚集特性外，自组装的纳米结构还可以通过肽的分子结构和外部条件来控制。