膜の曲率を制御する両親媒性ペプチドの創製：配列効果に基づいた設計原理の樹立と応用

生体膜の局所的な曲率変化は、細胞の形態や膜の物性に広く関与することで注目されている。本研究では、膜を介した多様な細胞機能の操作、メカニズムの解明につながると考えられる、生体膜の曲率を制御するペプチドの創製を目的とする。現在、曲率の形成・維持に関する分子メカニズムとして両親媒性へリックスが主要な役割を果たすことが多く示されているが、配列効果の詳細が明らかでない上、曲率変化の評価法も限られている。そこで、両親媒性へリックスペプチドの配列と曲率誘導能との関係についての包括的な検討を進めている中で、昨年度は、極性感受性蛍光プローブdi-4-ANEPPDHQ（細胞膜及び人工脂質膜両方において脂質のパッキング状態の評価に用いられる）を用いた解析の結果、アルギニンペプチドの膜透過促進効果を著しく示した正の曲率誘導性ペプチドは、細胞膜の脂質パッキング密度を低下させる効果をもつことが示唆された。本年度は、このパッキング密度の低下がアルギニンペプチドの膜透過促進の要因として寄与しているかどうか、および、両親性へリックスペプチドの配列とパッキング密度の低下効果との相関を明らかにすることを目的に検討を進めた。その結果、二次構造や配列と膜活性との相関は本ペプチドシリーズ中では断定することはできなかったが、アルギニンペプチドが、膜上でパッキング密度の低い領域に流入点を形成することが示唆され、パッキング密度の低下がアルギニンペプチドの膜透過促進の要因として寄与しうることが示された。

生体膜の局所的な曲率変化は、細胞の形態や膜の物性に広く関与することで注目されている。本研究では、膜を介した多様な細胞機能の操作、メカニズムの解明につながると考えられる、生体膜の曲率を制御するペプチドの創製を目的とする。現在、曲率の形成・維持に関する分子メカニズムとして両親媒性へリックスが主要な役割を果たすことが多く示されているが、配列効果の詳細が明らかでない上、曲率変化の評価法も限られている。そこで、両親媒性へリックスペプチドの配列と曲率誘導能との関係についての包括的な検討を進めている中で、昨年度は、極性感受性蛍光プローブdi-4-ANEPPDHQ（細胞膜及び人工脂質膜両方において脂質のパッキング状態の評価に用いられる）を用いた解析の結果、アルギニンペプチドの膜透過促進効果を著しく示した正の曲率誘導性ペプチドは、細胞膜の脂質パッキング密度を低下させる効果をもつことが示唆された。本年度は、このパッキング密度の低下がアルギニンペプチドの膜透過促進の要因として寄与しているかどうか、および、両親性へリックスペプチドの配列とパッキング密度の低下効果との相関を明らかにすることを目的に検討を進めた。その結果、二次構造や配列と膜活性との相関は本ペプチドシリーズ中では断定することはできなかったが、アルギニンペプチドが、膜上でパッキング密度の低い領域に流入点を形成することが示唆され、パッキング密度の低下がアルギニンペプチドの膜透過促進の要因として寄与しうることが示された。