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

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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。