クロスβ性ペプチドナノ構造の精密構築とその機能創出

交叉β肽纳米结构的精确构建及其功能的创造

基本信息

批准号：
22KJ1138
负责人：
恒川英介
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1138/
关键词：
βシートペプチド自己集合金属配位

项目摘要

本研究では、単独では特定の配座へとフォールディングしないような短いペプチドと金属イオンによる自己集合によって、金属ペプチド鎖がβシート構造へと配座固定され、これが一次元に集積したクロスβ性ペプチド錯体の精密構築を達成した。本研究ではこのような無限に会合するβシート性ペプチド錯体について、溶液中での観測をさまざまな手法を用いて試みた。多点水素結合により、凝集速度が著しく速いβシート構造において、それを阻害するようなN-メチル化ペプチドを混合することにより、この凝集速度を抑制することを考えた。結果として、溶液中の挙動の直接観測は各種分光装置のタイムスケールまで凝集速度を落とすことはできず、直接的な観察は行うことができなかった。しかしながら、これらN-メチル化ペプチドと通常のペプチドを混合し、自己集合を促すことで、その集積構造に変化を施すことに成功した。電子顕微鏡から観察された集積構造は、アミロイド分子などに見られる長周期のらせん構造を形成していた。これらは、らせんピッチのない線形な集積構造を生み出すペプチド単独との比較からN-メチル化ペプチドを混合したことによる効果であると考えられる。また、クロスβ構造を構築するペプチド分子はこれまで全て光学的にL体のものを使用していたが、部分的にこれをD体にし、ペプチド分子が有する凝集性を落とすことで、溶液中での観察に近づくことができた。これらD体を含むペプチドの結晶構造からは4つのペプチドがβシートを形成している様子が確認されており、間接的に溶液中で4量体のβシート構造が安定化されていることを示す結果となった。現在は溶液挙動を観察するための適切な溶媒条件の検討を行っている。

在这项研究中，我们证明了通过自身不折叠成特定构象的短肽与金属离子的自组装，金属肽链在构象上固定为β-折叠结构，这是一种单-折叠结构。实现了复合物的维度组装交叉β肽。在这项研究中，我们尝试使用各种技术观察溶液中这种无限缔合的β-折叠肽复合物。我们考虑通过添加抑制这种情况的N-甲基化肽来抑制β-折叠结构中的聚集率，其中由于多点氢键而导致聚集率极高。因此，不可能直接观察溶液中的行为，因为聚集率无法降低到各种光谱设备的时间尺度。然而，通过将这些N-甲基化肽与正常肽混合并促进自组装，我们成功地改变了组装结构。使用电子显微镜观察到的聚集结构是类似于淀粉样蛋白分子中所见的长周期螺旋结构。这些效果被认为是由于与单独的肽相比，混合N-甲基化肽的效果，从而产生没有螺距的线性集成结构。此外，到目前为止，所有构建交叉β结构的肽分子在光学上都是L型，但通过将其部分转化为D型并降低肽分子的聚集特性，我们能够接近观察。这些含D肽的晶体结构表明，这四种肽形成了β-折叠，这间接表明四聚体β-折叠结构在溶液中是稳定的。目前，我们正在研究观察溶液行为的适当溶剂条件。