膜貫通ペプチドを用いた糖脂質との静電的相互作用解析

使用跨膜肽与糖脂的静电相互作用分析

基本信息

批准号：
19J20171
负责人：
二村友香
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

膜貫通タンパク質の一種であるインスリン受容体は血糖値降下シグナルの伝達に関与し、その感受性の低下は糖尿病を引き起こす原因となりうる。2型糖尿病では、糖脂質の一種であるGM3が細胞膜上に集積し、自身の負電荷とインスリン受容体の正電荷による静電的相互作用によってその働きを阻害すると考えられているが、細胞膜の複雑性から詳細な解析は行われていなかった。そこで申請者は蛍光標識したインスリン受容体の膜貫通ペプチドを合成し、リポソームに組み込むことで、詳細な解析を行った。蛍光標識したインスリン受容体の膜貫通ペプチドの合成はその疎水性の高さから困難であったが、Boc固相合成法とイソペプチド法と併せて用いることで達成した。合成したペプチドは2種類のリポソームに組み込むことで、実際にGM3との相互作用を解析した。相分離リポソームを用いた解析では、通常Ld相に局在する合成ペプチドがGM3の局在するLo相に移動することを確認した。多重層リポソームを用いた解析では、合成ペプチドの会合に伴う自己消光がGM3存在下では解消されることを確認した。これらの現象はGM3の生合成前駆体であり、電荷を持たないラクトシルセラミドにおいては確認できなかった。そのため、インスリン受容体の膜貫通部位とGM3が静電的に相互作用することが示唆された。膜貫通タンパク質と脂質の静電的相互作用をさらに検証するため、電荷の有無が異なる2種類のモデルペプチドを合成し、GM3との相互作用を多重層リポソームを用いて解析した。その結果、電荷をもつペプチドではGM3による自己消光の解消が見られたが、電荷をもたないペプチドでは見られなかった。以上から、膜貫通ペプチドと脂質が静電的に相互作用することを示した。

胰岛素受体是一种跨膜蛋白，参与了血糖降低信号的传播，其易感性降低会导致糖尿病。在2型糖尿病中，GM3（一种类型的糖脂）积聚在细胞膜上，被认为通过其自身负电荷和胰岛素受体的正电荷之间的静电相互作用来抑制其功能，但是由于细胞膜的复杂性，尚未进行详细的分析。因此，申请人合成了荧光标记的胰岛素受体的跨膜肽，并将其掺入脂质体中，并进行了详细的分析。由于其高疏水性，很难合成胰岛素受体的荧光跨膜肽，但通过使用BOC固相合成和Isophtide方法与BOC固相合成方法相结合，可以实现。合成的肽被掺入两种类型的脂质体中，实际上分析了与GM3的相互作用。使用相分离的脂质体进行分析证实，通常将其定位于LD相位的合成肽迁移到LO相位，该相位是GM3所定位的。使用多层脂质体的分析证实，在GM3存在下，解决了与合成肽缔合相关的自我淬火。这些现象是GM3的生物合成前体，在无物乳糖基酰胺中尚未证实。因此，建议GM3与胰岛素受体的跨膜位点静电相互作用。为了进一步验证跨膜蛋白与脂质之间的静电相互作用，合成了两个具有不同电荷的模型肽，并使用多层脂质体分析了与GM3的相互作用。结果，在带电的肽中观察到GM3的自我淬火，但在非电荷肽中没有观察到。从上面可以看出，跨膜肽和脂质静电相互作用。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

膜貫通ペプチドを用いたインスリン受容体とガングリオシドGM3の相互作用解析

使用跨膜肽分析胰岛素受体和神经节苷脂 GM3 的相互作用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
二村友香;樺山一哉;朝比奈雄也;花島慎弥;北條裕信;深瀬浩一
通讯作者：
深瀬浩一

Analysis of electrostatic interaction between ganglioside GM3 and transmembrane peptide

神经节苷脂GM3与跨膜肽静电相互作用分析

DOI：
10.1063/1.5089453
发表时间：
2019
期刊：
AIP Conference Proceedings
影响因子：
0
作者：
Nimura Yuka;Kabayama Kazuya;Asahina Yuya;Hanashima Shinya;Hojo Hironobu;Murata Michio;Fukase Koichi
通讯作者：
Fukase Koichi

Analysis of electrostatic interaction of acidic glycolipid with transmembrane peptide of insulin receptor

酸性糖脂与胰岛素受体跨膜肽静电相互作用分析