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的结合结构，内源性阿片类肽β-内啡肽以及肾上腺皮质刺激（ACTH）激素对磷脂双层的激素（ACTH）激素，还开发了一种适用于固体NMR和结构分析的新方法，可用于改善这些适用于这些水的固体和结构分析。通过p-solid NMR测量和C-固体NMR测量的脂质极性对脂质极性进行的二级结构分析表明，β-内啡肽在中性膜DMPC多层脂质体中具有均匀的结构，具有肽：1:30或更少或更少的脂质或较不匹配的脂质和α-核结构之间的脂质之间的结构均匀。此外，有人提出N末端受体结合位点具有β扭转结构。另一方面，发现ACTH与酸性DMPG多层脂质体膜的表面强烈结合，主要通过静电相互作用，而残基10-14之间的α-螺旋结构以及具有随机线圈结构的第7和20残基。这表明C和N端子都有随机的线圈结构。 For the analysis of the active structure of highly motile biological samples containing many water molecules, we have successfully developed a new sensitivity-enhanced TANMA-CP (Time Averaged Nutation at Magic Angle Cross Polarization) method for observing lean nuclei such as ^<13>C and ^<15>N nuclei using low-power radio waves that do not involve heat generation, and a new 2-dimensional correlation NMR (TANSEMA) method that有选择地观察异源核磁偶极相互作用和化学移位异质，从而确定分子几何信息。这些测量方法已被证明是理论上的，并在实验上证明，生成样品热的无线电波输出可以将现有测量方法的小于1/10设置为不牺牲观察到信息的准确性和准确性，并且该样品热可以极度抑制。