三次元構造が精密に制御されたポリペプチド分子系の理論的実験的設計

精确控制三维结构的多肽分子系统的理论与实验设计

基本信息

批准号：
12042270
负责人：
岡勝仁
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

1)分子力学計算により存在を明らかにした種々の超二次構造の安定化を計るため、その素構造であるα-ヘアピン構造とβ-ヘアピン構造について、静電相互作用やジスルフィド結合の適切な導入位置の検討を試みた。Lys残基-Glu残基対の導入によるα-ヘアピン構造の安定化の場合、検討を行った66の導入位置の内、37位置が残基対の導入位置として望ましいことが明らかになった。最大で1.3kcal/molのLys残基-Glu残基対導入による安定化効果が得られた。ジスルフィド結合の導入による安定化の場合、検討を行った66の導入位置の内、7位置のみが残基対の導入位置として望ましいことが明らかになった。共有結合形成という安定化効果の優位さが、逆に導入位置の制約を大きくしており、分子力学計算による導入位置予測を、実験に先立って行うことの重要性を示唆する結果となった。ジスルフィド結合の導入によるβ-ヘアピン構造の安定化の場合についても、導入位置の制限が大きいことが示され、分子力学計算による導入位置予測の有効性が明らかになった。2)プロリンを主成分とするポリペプチドを縮合法で合成し、水溶液の温度変化による凝集転移挙動を検討した。副成分のアミノ酸の疎水性の大きさと、ポリプロリン-II構造の局所的な乱れの大きさに対応して、転移温度が大きく変化することを見いだした。このことは、副成分として用いるアミノ酸の疎水性とコンホメーション特性に着目することにより、任意の転移温度を有する温度応答性ポリペプチドを分子設計しうる可能性を示しており、薬物徐放用分子としての展開という視点において興味ある現象といえる。

1）为了稳定已经通过分子力学计算揭示的各种超常规结构，我们试图研究α-发蛋白结构和β-麦芽素结构的静电相互作用和二硫键的适当引入位置，这些结构是其主要结构。如果通过引入LYS-GLU残基对稳定α-发蛋白结构，则发现所研究的66个引入位置中有37个是残留对的引入位置。通过引入高达1.3 kcal/mol的LYS-GLU残基对获得稳定效果。在稳定的情况下，通过引入二硫键键，已经揭示了在研究的66个引入位置中，只有7个位置是可取的，这是一对残基的引入位置。另一方面，共价键形成的稳定作用的优势增加了引入位置的限制，这表明在实验之前使用分子力学计算预测引入位置的重要性。如果通过引入二硫键稳定β-发蛋白结构，则表明引入位置在很大程度上受到限制，从而揭示了通过分子力学计算引入位置预测的有效性。 2）通过冷凝法合成基于脯氨酸的多肽，并研究了由于水溶液中温度变化而导致的聚集过渡行为。发现过渡温度响应于子组分氨基酸的疏水性和聚生碱-II结构的局部干扰而发生了显着变化。这表明，可以通过关注用作亚组分子的氨基酸的疏水性和构象性能来设计具有任意过渡温度的温度响应性多肽的可能性，并且从它们作为持续药物释放分子的发育的角度来看，这是一种有趣的现象。