光反応性修飾基を用いた蛋白質の構造制御と機能制御

タンパク質やペプチドは生体内の様々な所で機能性物質として働いており、これらの分子の立体構造を制御できれば、その技術はバイオテクノロジー、薬学など様々な分野に利用できる。しかし、タンパク質やペプチドの構造を生体内で高い空間分解能と時間分解能で制御する有効な技術はない。以上の現状をふまえ、受入研究者は種々のタンパク質やペプチドに広く応用できる手法として、光反応性修飾基をタンパク質やペプチドに導入し、光でタンパク質やペプチドの立体構造を制御する全く新しい研究手法を提案している。本年度は、2つの金属サイト間の距離を光で制御することによって、DNA切断活性を光制御した。CysGlyペプチド銅錯体をアゾベンゼンで連結させた光反応性銅ペプチドを合成した。光反応性銅ペプチドのアゾベンゼン部位は355nmの光を照射するとシス型、430nmの光を照射するとトランス型になり、このシス-トランス異性化反応が可逆的に起こることを吸収スペクトル、NMRスペクトルにより確認した。光反応性銅ペプチドのシス体とトランス体によるプラスミドDNA切断活性を比較したところ、トランス体では60分経ってもスーパーコイル型DNAはほとんど切断されなかったが、シス体では反応開始10分後からDNAが切断され、損傷型DNAの生成が確認された。これらの結果より、アゾベンゼン連結ペプチド銅錯体ではシス体の方がトランス体よりもDNA切断活性が高く、金属錯体によるDNA切断活性が光制御できた。

タンパク質やペプチドは生体内の様々な所で機能性物質として働いており、これらの分子の立体構造を制御できれば、その技術はバイオテクノロジー、薬学など様々な分野に利用できる。しかし、タンパク質やペプチドの構造を生体内で高い空間分解能と時間分解能で制御する有効な技術はない。以上の現状をふまえ、受入研究者は種々のタンパク質やペプチドに広く応用できる手法として、光反応性修飾基をタンパク質やペプチドに導入し、光でタンパク質やペプチドの立体構造を制御する全く新しい研究手法を提案している。本年度は、2つの金属サイト間の距離を光で制御することによって、DNA切断活性を光制御した。CysGlyペプチド銅錯体をアゾベンゼンで連結させた光反応性銅ペプチドを合成した。光反応性銅ペプチドのアゾベンゼン部位は355nmの光を照射するとシス型、430nmの光を照射するとトランス型になり、このシス-トランス異性化反応が可逆的に起こることを吸収スペクトル、NMRスペクトルにより確認した。光反応性銅ペプチドのシス体とトランス体によるプラスミドDNA切断活性を比較したところ、トランス体では60分経ってもスーパーコイル型DNAはほとんど切断されなかったが、シス体では反応開始10分後からDNAが切断され、損傷型DNAの生成が確認された。これらの結果より、アゾベンゼン連結ペプチド銅錯体ではシス体の方がトランス体よりもDNA切断活性が高く、金属錯体によるDNA切断活性が光制御できた。