βシート繊維形成に基づいた蛍光シグナル増幅型生体分子センシングシステムの創成

基于β-折叠纤维形成的荧光信号放大型生物分子传感系统的创建

基本信息

批准号：
18038034
负责人：
松浦和則
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18038034/
关键词：
ペプチド自己集合シート蛍光センシング

项目摘要

本研究は、生体分子を高感度に蛍光検出するための新規な分子認識システムとして、生体分子の自己組織化による蛍光シグナル増幅システムの創成を目指した。今年度は、まず、銅イオンに応答した蛍光シグナ増幅システムの構築を目的として、銅イオンが存在しないときにはランダムコイルであるが、銅イオンの添加によりβシートを形成することで繊維状構造となるペプチドを探索した。金属配位部位としてHisとGluを有し、蛍光基としてTrpを含む種々のペプチド配列を設計・合成した結果、ペプチドHIEKWEIKIHの場合に、銅イオンが存在しないときにはランダムコイルであるが、銅イオンの添加によりβシート構造が誘起されることがわかった。また、Wheel型にペプチドFKFECKFEを三回対称性に配置した新規コンジュゲートを合成し、その水中での自己集合挙動を検討した。このコンジュゲートは中性の水中でβシートを形成しているのに対し、酸性もしくは塩基性条件下においてはランダムコイルであることがCDスペクトルからわかった。透過型電子顕微鏡観察から、このコンジュゲートの中性水溶液では、分子の直径に相当する3nmの均一な太さのナノファイバーが形成していることがわかった。それに対して、酸性・塩基性では明確なナノ構造を与えなかった。すなわち、このコンジュゲートも環境に応じてナノ繊維を形成するユニットと見なすことができ、高感度に蛍光検出するための構成分子として有望であることがわかった。

本研究旨在创建一种基于生物分子自组装的荧光信号放大系统，作为一种新型分子识别系统，用于高灵敏度的生物分子荧光检测。今年，我们的首要目标是建立一个对铜离子有反应的荧光信号放大系统。当不存在铜离子时，结构是无规卷曲，但当添加铜离子时，会形成β-折叠，从而产生寻找纤维结构。通过设计和合成各种以His和Glu为金属配位点、以Trp为荧光基团的肽序列，我们发现肽HIEKWEIKIH在没有铜离子的情况下是无规卷曲的，但是当存在铜离子时，它是无规卷曲，发现添加诱导了β-折叠结构。此外，我们合成了一种新的缀合物，其中肽FKFECKFE以轮状三重对称排列，并研究了其在水中的自组装行为。 CD 光谱显示，该缀合物在中性水中形成 β-折叠，但在酸性或碱性条件下形成无规卷曲。透射电子显微镜显示，在该结合物的中性水溶液中，形成了厚度均匀为 3 nm 的纳米纤维，其厚度相当于分子的直径。另一方面，酸性和碱性条件没有给出清晰的纳米结构。换句话说，该缀合物也可以被视为根据环境形成纳米纤维的单元，并且已被发现有望作为高灵敏度荧光检测的构成分子。