紫外共鳴ラマン分光法によるメリチンのトリプトファン側鎖の構造解析の研究

紫外共振拉曼光谱法分析蜂毒肽色氨酸侧链结构研究

基本信息

批准号：
11740307
负责人：
増田聡
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

メリチンはミツバチ毒の主成分であり、26残基のアミノ酸からなる塩基性ポリペプチドである。主たる生理活性は赤血球の破砕で、細胞膜を構成する脂質二重膜に作用するものと考えられている。その作用機序には"wedge mechanism"など幾つかのモデルが提唱されているが、膜に作用する際にペプチドがα-helixを構成していること以外の詳細については明らかにされていない。紫外共鳴ラマン分光法(UVRR)は、蛋白質・ポリペプチドの芳香属側鎖のコンフォメーションや周囲の環境を調べるのに有用な手段で、試料の状態に関係なく測定可能という利点を持つ。本研究ではメリチンのTrp-19残基に注目し、水溶液中や脂質二重膜中での同残基が置かれている環境について検討した。メリチンは溶血活性のほかに、大腸菌など各種細菌を破砕する抗菌活性も有するが、4残基をD-アミノ酸に置換したジアステレオマーを合成すると溶血活性を失い、抗菌活性のみが残ることが知られている。このことはメリチンの誘導体が殺菌剤として有用である可能性を示唆している。赤血球の細胞膜は中性脂質を主に含むのに対し、細菌の脂質は主に酸性脂質で構成されている。酸性脂質で構成された人工脂質二重膜にメリチンジアステレオマーを作用させると、Trpの共鳴ラマンバンド強度が増大したが、メリチンが酸性脂質膜に結合したときほどの増大ではなかった。前年度の研究から、このことはTrp-19側鎖が脂質膜内部に埋もれたことを示唆しており、メリチンではジアステレオマーより深く埋没していると考えられる。また、中性脂質膜に対して作用させても強度増大は起きず、親和性が低いことを示唆している。メリチンは脂質膜に結合するときにα-helixを形成することが知られているが、ジアステレオマーでは立体障害のために形成できない。このことが膜に対して作用するときの差異としてあらわれたと考えられる。

蜂毒肽是蜂毒的主要成分，是由26个氨基酸组成的碱性多肽。其主要生理活性是破坏红细胞，并且被认为作用于构成细胞膜的脂质双层膜。对其作用机制提出了几种模型，例如“楔形机制”，但除了肽作用于膜时形成α螺旋这一事实之外，其他细节尚未阐明。紫外共振拉曼光谱（UVRR）是研究蛋白质和多肽芳香族侧链的构象和周围环境的有用方法，并且具有无论样品状态如何都能够进行测量的优点。在本研究中，我们重点关注蜂毒肽的Trp-19残留物，并研究了该残留物放置在水溶液和脂质双层膜中的环境。除溶血活性外，蜂毒肽还具有抗菌活性，可杀灭大肠杆菌等多种细菌，但已知当合成具有四个残基被D-氨基酸取代的非对映异构体时，溶血活性丧失，仅保留抗菌活性它正在。这表明蜂毒肽衍生物可用作杀菌剂。红细胞的细胞膜主要含有中性脂质，而细菌的脂质主要由酸性脂质组成。当蜂毒肽非对映异构体应用于由酸性脂质组成的人工脂质双层时，色氨酸的共振拉曼带强度增加，但增加幅度不如蜂毒肽与酸性脂质膜结合时那么大。根据前一年的研究，这表明Trp-19侧链埋藏在脂质膜内，并且在蜂毒肽中，它被认为比非对映异构体埋藏得更深。此外，当作用于中性脂质膜时，强度没有增加，表明亲和力较低。已知蜂毒肽与脂质膜结合时会形成 α 螺旋，但非对映异构体由于空间位阻而无法形成这种螺旋。据认为，这表现为膜上作用的差异。