固体高分解能NMR新規手法の開発と生理活性ペプチドの膜結合構造の決定への適用

新型固态高分辨率核磁共振方法的开发及其在生物活性肽膜结合结构测定中的应用

基本信息

批准号：
14780507
负责人：
西村勝之
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、脂質と相互作用する生理活性ホルモン、内因性オピオイドペプチドβ-エンドルフィン、および副腎皮質刺激(ACTH)ホルモンのリン脂質二重膜への結合構造の決定、さらにこれら含水試料に適した新規固体NMR感度向上法、構造解析法の開発を行った。^<31>P-固体NMR測定による脂質極性質、^<13>C-固体NMR測定によるペプチド主鎖の二次構造解析から、β-エンドルフィンは中性膜DMPC多重膜リポソームではペプチド:脂質が1:30以下のペプチド濃度で均一な構造を取り、14-26残基間はα-ヘリックス構造を取ることが判明した。さらにN末端受容体結合部位はβ-turn構造を取ることが示唆された。一方ACTHは酸性膜DMPG多重膜リポソーム膜表面と主に静電相互作用で強く結合し、10-14残基間はα-ヘリックス構造を、7、20残基目はランダムコイル構造を取ることが判明した。これよりC、N両末端ではランダムコイル構造を取ることが示唆された。これら多くの水分子を含有する運動性の高い生体試料の活性構造解析のために、試料発熱を伴わない低出力ラジオ波を用いた^<13>C、^<15>N核等の希薄核観測のための新規感度向上法TANMA-CP(Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization)法の開発、および異種核間磁気双極子相互作用と化学シフト異法性を選択的に観測し、分子の幾何情報の決定を可能にする新規2次元相関NMR、TANSEMA(Time Averaged Nutation Spin Exchange at Magic Angle)法の開発に成功した。これら測定法では観測する情報め精度、確度を犠牲にすることなく、試料発熱を生じるラジオ波出力を既存の測定法の1/10以下に設定可能にし、試料発熱が極めて抑制できることを理論的、実験的に証明した。

在这项研究中，我们确定了与脂质相互作用的生理活性激素、内源性阿片肽β-内啡肽和促肾上腺皮质激素（ACTH）与磷脂双层膜的键合结构，并开发了适合这些含水样品的新方法。固态NMR灵敏度改进方法和结构分析方法。由^ 31 P-固态NMR测定脂质极性性质和^ 13 C-固态NMR测定肽主链二级结构分析可知，中性膜DMPC多层脂质体中β-内啡肽为肽：脂质。发现在1:30或更低的肽浓度下形成均匀的结构，并且在残基14-26之间形成α-螺旋结构。此外，有人提出N端受体结合位点采用β-转角结构。另一方面，ACTH主要通过静电相互作用与酸性膜DMPG多层脂质体膜表面牢固结合，残基10-14形成α-螺旋结构，残基7和20形成无规卷曲结构。这表明C端和N端均采用无规卷曲结构。为了分析这些含有许多水分子的高流动性生物样品的活性结构，我们使用不会引起样品发热的低功率无线电波来分析^<13>C和^<15>N核等稀核一种新的观测灵敏度改进方法 TANMA-CP（魔角交叉时间平均章动） TANSEMA（时间平均章动自旋成功开发了魔角交换）方法。在这些测量方法中，引起样品发热的无线电波输出可以设置为现有测量方法的1/10以下，而不会牺牲观测信息的精度和准确度，理论上可以极大地抑制样品发热实验证明。