タンパク質の二次構造安定化に寄与する因子の研究

タンパク 質 の 二 次 構 造 安 定 化 に 寄 与 する 因 子 の 研 究
Factors contributing to the stability of secondary structures in proteins
07D5603 山 本 未 央
指 導 教 授 名 池 口 雅 道
SYNOPSIS
The α-helix and β-sheet are the most common protein secondary structures. The long-range
interactions are important to form the secondary structures in proteins. In this study, in order
to investigate the long-range interactions responsible for secondary structure formation, equine
β-lactoglobulin (ELG) at acidic pH was used as a model. ELG is a 162-residue β-sheet protein. At
acidic pH and low temperatures, ELG is a partially folded state (C state) and has helices. It has
been known that the short fragments corresponding to helical structures in the C state do not form
stable helices and a longer fragment, CHIBL (residues 88-142), has a structure similar to that of
C state. In order to understand the helical structures in CHIBL, the structure of a shorter CHIBL,
CHIBL∆F (residues 97-142), was investigated using circular dichroism and nuclear magnetic resonance
spectroscopy. The secondary chemical shifts of CHIBL∆F showed that helices are present in two
different regions, residues 99-107 and 114-135. Two helices are stabilized by disulfide bond. It
has been known that α-helices in C state are transformed to β-sheet (α → β transitions) at room
temperature, indicating that hydrophobic interactions outside CHIBL sequence are essential for the
α → β transitions. I have characterized some mutants which have different polypeptide lengths in
order to locate the site in which the side chain interactions contribute to the α → β transitions.
The longer the polypeptide, the more stable β-sheet is. This result indicated that the multiple
hydrophobic residues in the outside CHIBL sequence non-specifically interact with the hydrophobic
residues in the β-sheet region.
Keyword: Secondary structure, α-Helix, α→β Transition, Circular dichroism, Nuclear magnetic
resonance
1. 緒 言
成 及 び 安 定 化 のメカニズムを 調 べる 研 究 が 盛 んに 行 われ
タンパク 質 とは 20 種 類 のアミノ 酸 が 様 々な 順 序 と 長 た。しかしながら、タンパク 質 中 に 観 測 されるα-helix
さで 重 合 した 高 分 子 化 合 物 (ポリペプチド 鎖 )である。ポ やβ-sheet といった 最 少 の 2 次 構 造 領 域 の 配 列 のみを 用
リエチレングリコールなどの 人 工 の 高 分 子 化 合 物 とは 異 いた 短 いペプチド 単 独 では、 天 然 構 造 と 同 様 の 安 定 な2
なり、 特 異 的 な 立 体 構 造 を 形 成 するポリペプチド 鎖 は 自 次 構 造 を 形 成 することができなかった 5,6 。この 結 果 は、
然 界 が 産 み 出 した 秀 逸 な 高 分 子 化 合 物 である。その 特 異 天 然 構 造 中 に 観 測 される2 次 構 造 の 形 成 には 上 述 したも
的 な 立 体 構 造 ( 天 然 構 造 )はX 線 結 晶 構 造 解 析 や 核 磁 気 共 のとは 別 の 因 子 が 必 須 であることを 示 した。その 因 子 と
鳴 (NMR)スペクトルによって 詳 細 な 情 報 が 明 らかとなっ はアミノ 酸 配 列 上 離 れた 残 基 との 間 に 起 こる long-range
ている。タンパク 質 の 立 体 構 造 の 構 成 要 素 である 2 次 構 の 相 互 作 用 である。この long-range 相 互 作 用 を 明 らかに
造 (α-helixとβ-sheet)に 関 する 研 究 は 古 くから 行 われて する 手 段 として、 温 和 な 変 性 条 件 が 用 いられてきた。 酸
おり、1951 年 にPaulingらによってこれらの 構 造 が 提 唱 変 性 条 件 下 において、long-range 相 互 作 用 によって 2 次
され 1,2 、その 後 、タンパク 質 のX 線 回 折 によって 証 明 され 構 造 が 安 定 化 される 例 としてミオグロビンやα-ラクトア
た。α-helixはi 番 目 のカルボニル 基 とi+4 番 目 のアミド ルブミンの 研 究 ある。 両 タンパク 質 では 隣 り 合 う helix
基 との 間 に 水 素 結 合 を 形 成 する。α-helixはN 末 端 が 正 でC 間 のパッキングが helix の 安 定 化 に 必 須 であることが 示
末 端 が 負 の 巨 大 な 双 極 子 モーメントを 持 つため、タンパ された 7,8 。また、その 相 互 作 用 が 特 異 的 であるか 非 特 異
ク 質 中 ではα-helixのN 末 端 側 には 酸 性 アミノ 酸 、C 末 端 側 的 であるかという 論 議 がなされており、いまだ 解 決 され
には 塩 基 性 アミノ 酸 が 存 在 する 傾 向 が 高 い 3 。β-sheetの ていない。そこで 本 研 究 ではウマβ-ラクトグロブリン
基 本 単 位 はβ-strandであり、あるβ-strandのカルボニル (ELG)を 用 いることにした。ELG は 酸 変 性 状 態 で 非 天 然 2
基 とそれに 隣 接 するβ-strandのアミド 基 の 間 で 水 素 結 合 次 構 造 を 形 成 するため、 非 天 然 の 2 次 構 造 形 成 に 関 与 す
する。アミノ 酸 のα-helixとβ-sheet 構 造 のとりやすさは る 相 互 作 用 は 非 特 異 的 であると 期 待 される。
個 々のアミノ 酸 の 側 鎖 の 化 学 的 構 造 によって 異 なる 4 。 例 ELG は 8 本 の 逆 平 行 β-strand(labeled A-H)が 形 成 する
えば、Alaはα-helix に 適 しており、Valはβ-sheetに 適 し β-barrel と H-strand 下 流 に C-terminal helix を 持 つ 162
ている。 特 にα-helixの 場 合 は、helixの 両 末 端 に 配 置 さ 残 基 の 球 状 タンパク 質 で、2 本 のジスルフィド 結 合
れやすいアミノ 酸 が 存 在 する 3 。また、α-helix 及 び (Cys66-Cys160, Cys106-Cys119)を 有 する。ジスルフィド
β-sheet 形 成 において 側 鎖 間 どうしの 相 互 作 用 は 非 常 に 結 合 を 1 本 欠 損 させた 変 異 体 (C66A/C160A)は 酸 性 pH、 塩
重 要 である 4 。 側 鎖 間 相 互 作 用 には 疎 水 性 相 互 作 用 、 静 電 非 存 在 下 において 天 然 構 造 とは 異 なる 鎖 状 構 造 (C 状 態 )
相 互 作 用 などがあげられる。これらの 因 子 が 2 次 構 造 の を 持 つ。C 状 態 は 部 分 的 (F-, G-, and H-strand と
安 定 化 に 寄 与 するのである。
C-terminal helix)に 2 次 構 造 を 持 ち、その 領 域 はα-helix
1980 年 頃 から 短 いモデルペプチドを 用 いた 2 次 構 造 形 を 形 成 している 事 が 報 告 されている。

Figure 1 本 研 究 で 用 いたさまざまな 長 さの 変 異 体
ELG の 天 然 構 造 中 の A から I strand 及 び C terminal helix をボックス 表 示 した。
また 同 じ 条 件 下 では、 短 いペプチド 断 片
(residue:111-128, 124-138)は 安 定 な helix を 形 成 でき
ないが、C160A/C160A が 構 造 を 形 成 する F-strand から
C-terminal helix 領 域 までの 長 いペプチド 断 片 、CHIBL
(residue:88-142)は C66A/C160A の C 状 態 と 似 た 構 造 を 持
つことが 明 らかとなった 9 。
本 研 究 では、2 次 構 造 の 安 定 化 に 寄 与 する 因 子 が 何 で
あるのかを 明 らかにすることを 目 的 とした。 第 2 章 では、
2 種 類 のペプチド 断 片 (residue:97-110, 111-138)と
F-strand 削 除 CHIBL(CHIBL∆F, residue:97-142)を 作 製 し、
NMR 及 び 円 二 色 性 (CD)スペクトルを 用 いて 詳 細 な 構 造 解
析 を 行 い、C 状 態 におけるα-helix の 安 定 化 に 寄 与 する 因
子 を 調 べた。
さらに C66A/C160A は 酸 性 pH、 塩 存 在 下 において C 状 態
とは 異 なるコンパクトな 構 造 (A 状 態 )を 持 ち、F-,
G-strand 領 域 はα-helix ではなく β-sheet を 形 成 してい
ることが 知 られている。つまり、C から A 状 態 への 移 行
の 過 程 で 構 造 転 移 (α→β 転 移 )が 引 き 起 こされる。そこで
第 3 章 では 様 々な N 末 端 削 除 変 異 体 を 作 製 し、α→β 転 移
するためにはどの 部 位 の 相 互 作 用 が 必 須 であるのかを 調
べた。 作 製 した 変 異 体 のアミノ 酸 配 列 を Figure 1 に 示 す。
2. α-helix 安 定 化 機 構
短 いペプチド 断 片 では helix が 形 成 されないにも 関 わ
らず、CHIBL では C 状 態 と 同 様 の 構 造 を 形 成 する。この
結 果 は、 短 いペプチド 断 片 の 配 列 が 有 する helix 形 成 傾
向 以 外 の long-range 相 互 作 用 が CHIBL の helix の 安 定 化
に 寄 与 することを 示 した。この 相 互 作 用 が 何 かを 予 想 す
るには、まず NMR を 用 いて CHIBL の 残 基 レベルの 構 造 情
報 を 得 ることが 必 須 である。しかしながら CHIBL は 発 現
量 が 低 いため、 測 定 に 十 分 な 量 の 15 N/ 13 C ラベルしたタン
パクを 入 手 することが 難 しい。そこで 本 実 験 では、NMR
を 用 いて 発 現 量 の 高 い CHIBL∆F の 残 基 レベルの 2 次 構 造
情 報 を 得 ることで、 起 こり 得 る 相 互 作 用 を 予 想 し、その
可 能 性 を 検 証 した。
< 結 果 >
CHIBL∆F の 2 次 構 造 の 種 類 と 含 量 を 見 積 もるため
CHIBL∆F の CD スペクトルを 測 定 した。その 結 果 CHIBL∆F
は helix に 富 むスペクトルを 示 し(Figure 2)、CHIBL の
スペクトルと 非 常 によく 似 ていた。
Figure 2 CHIBL∆F( 酸 化 型 ; 細 線 , 還 元 型 ; 太 線 ),
97-110(□) 111-138 (○),97-110 と 111-138 のスペクト
ル 和 (△)の CD スペクトル
CD スペクトルの 結 果 から CHIBL∆F は CHIBL と 同 様 の 構 造
を 持 つと 考 えられたので、NMR 分 光 器 を 用 いて 15 N/ 13 C ラ
ベルした CHIBL∆F の 1 H- 15 N HSQC, HNCACB, CBCA(CO)NH,
HNCO, HN(CA)CO, C(CO)NH, 15 N-edited TOCSY スペクトル
測 定 を 行 った。 全 残 基 Cα, Cβ, CO, Hα, N, HN のアサイ
メントを 行 った。Cα, Cβ, Hαの 3 核 種 の 化 学 シフトを 用
いて secondary structure propensity (SSP) score を 算
出 した(Figure 3)。
Figure 3 CHIBL∆F の SSP score

SSP score とは 複 数 の 核 種 の 化 学 シフトから 算 出 される
α-もしくはβ- 構 造 の 割 合 を 示 すパラメータである。SSP
score が 1 を 示 すと 100% α-helix、 反 対 に-1 を 示 すと
100% β-sheet である 事 を 意 味 する。 算 出 の 結 果 、 残 基 番
号 98-107(G-strand) 及 び 114-135(H-strand から
C-terminal helix の 一 部 ) 領 域 に 約 50%helix が 形 成 され
ている 事 が 示 された。 以 前 は H-strand と C-terminal
helix は 独 立 していると 考 えられていたが、 本 研 究 の 結
果 により H-strand から C-terminal helix まで 長 い 1 本
の helix を 形 成 している 事 が 示 された。また 15 N-edited
NOESY スペクトルを 測 定 した 結 果 、2 本 の helix 間 に NOE
が 観 測 されなかった。 従 って、 両 helix が 互 いに packing
した 構 造 をとっていない 事 が 示 唆 された。MODELLER を 用
いて 作 成 した CHIBL∆F のモデル 図 を Figure 4 に 示 した。
次 に 両 helix をつなぐ Cys106-Cys119 の helix 安 定 化
効 果 を 調 べた。Figure 2 に CHIBL∆F のジスルフィド 結 合
酸 化 型 、 還 元 型 、 及 び、helix 形 成 領 域 をカバーするペ
プチド 97-110 と 111-138 と 2 つのペプチドのスペクトル
和 の CD スペクトルを 示 した。 還 元 型 CHIBL∆F の helix 含
量 は 酸 化 型 よりも 激 しく 減 少 したことからジスルフィド
結 合 が CHIBL∆F の helix 構 造 を 安 定 化 していることが 示
された。また、 他 の 短 いペプチド 断 片 同 様 に、97-110 と
111-138 は 安 定 な helix を 形 成 せず、 面 白 い 事 に 還 元 型
CHIBL∆F の CD スペクトルは 2 つのペプチドのスペクトル
の 和 とよく 似 ていた。 以 上 の 結 果 より、 還 元 型 CHIBL∆F
における helix は 局 所 的 な 相 互 作 用 (アミノ 酸 配 列 の
helix 傾 向 )によって 誘 起 されていることが 示 唆 された。
一 方 、 酸 化 型 CHIBL∆F では Cys106-Cys119 が 98-107 及 び
114-135 の helix を 安 定 化 する 事 が 示 された。Helix 形 成
には helix に 適 した 2 面 角 を 持 つ 残 基 が 連 続 して 3 つ 並
び、helix 核 を 形 成 することが 必 要 である。ジスルフィ
ド 結 合 による 14 残 基 の 閉 環 構 造 は、 開 環 構 造 に 比 べて 選
択 可 能 なコンフォメーション 数 が 少 ないため helix 核 形
成 におけるエントロピーコストが 低 く 抑 えられたと 考 え
られる。その 結 果 、helix 核 形 成 を 誘 発 したのではない
かと 考 えられる。
Figure 4 CHIBL∆F のモデル 構 造
各 2 次 構 造 領 域 の 色 分 けは 天 然 構 造 における
G-strand( 濃 灰 色 ), H-strand( 黒 ), C terminal helix( 薄
灰 色 )を 示 し、Cys106-Cys119 をスティック 表 示 している。
3. α→β 転 移 機 構
酸 性 pH・ 室 温 条 件 下 において 全 長 の C66A/C160A の 構
造 は 塩 濃 度 に 依 存 し、 塩 存 在 下 では A 状 態 構 造 をとり、
塩 非 存 在 下 では C 状 態 構 造 をとる 9,10 。 従 って 低 イオン 強
度 下 に 存 在 する 静 電 反 発 を 抑 制 することが F,G-strand
領 域 のα→β 転 移 を 引 き 起 こすと 考 えられる。また、 酸 性
pH・ 塩 存 在 下 でも、 低 温 では C 状 態 構 造 をとることが 知
られている 9 。 低 温 では 疎 水 性 相 互 作 用 が 弱 くなるため 11 、
低 温 における 疎 水 性 相 互 作 用 の 低 下 が 分 子 形 態 を 拡 大 さ
せ F,G-strand 領 域 のβ→α 転 移 を 引 き 起 こすと 考 えられ
ている。 全 長 より 短 い CHIBL(residue:88-142)の 構 造 は
塩 濃 度 や 温 度 に 依 存 せず、 常 に C 状 態 様 の 構 造 を 持 つ。
従 って F,G-strand 領 域 にβ-sheet が 形 成 されるためには
CHIBL 領 域 とその 外 側 の 領 域 との 相 互 作 用 が 必 須 である
ことが 示 唆 されるが、 面 白 い 事 に CHIBL の 外 側 の 領 域 に
は 特 定 の 2 次 構 造 が 存 在 しない 12 。 特 定 の 構 造 を 有 しない
ポリペプチド 鎖 がどのように 相 互 作 用 することでα→β 転
移 するのだろうかN 末 端 領 域 (1-87)の「ある 特 定 の 疎
水 性 残 基 と F,G-strand 領 域 が 特 異 的 に 相 互 作 用 する」こ
とで、F,G-strand 領 域 がα→β 転 移 するのだろうかもし
そうならば、N 末 端 削 除 変 異 体 (residue: 60-162,30-162)
が F,G-strand を 形 成 するか 否 かを 調 べる 事 で、 相 互 作 用
している 特 定 の 残 基 部 位 を 絞 り 込 むことができると 期 待
して、 研 究 を 行 った。
< 結 果 >
C66A/C160A は 塩 存 在 下 で 温 度 低 下 に 伴 って 222nm にお
ける CD 強 度 が 協 同 的 な 変 化 を 示 す 9 。N 末 端 削 除 変 異 体 も
同 様 に 協 同 的 な CD 値 の 温 度 依 存 を 示 すかを 調 べた
(Figure 5)。
Figure 5 各 変 異 体 の 温 度 依 存 塩 非 存 在 下 (A)と 塩 存 在 下
(B)
CHIBL(□),60-162( 太 線 ),30-162( 中 線 ),C66A/C160A(○)
塩 非 存 在 下 において 60-162 及 び 30-162 の CD 値 は 温 度
が 下 がるにつれて 徐 々に CD 値 が 減 少 した(Figure 5(A))。
一 方 、 塩 存 在 下 において 60-162 及 び 30-162 の CD 値 は 温
度 が 下 がるにつれて 協 同 的 に 減 少 し、-5℃ 付 近 の CD 値 は
塩 非 存 在 下 の CD 値 と 一 致 した(Figure 5(B))。これらは
C66A/C160A と 一 致 した 傾 向 である。 塩 存 在 下 において、
温 度 低 下 に 伴 う 構 造 変 化 の 協 同 性 は CHIBL からポリペプ
チド 鎖 が 長 くなるにつれて 徐 々に 高 くなり、C66A/C160A
が 最 も 高 い 事 が 示 された。
次 に、60-162 及 び 30-162 の F,G-strand 領 域 は 塩 存 在
下 において β-sheet を 形 成 しているかどうかを 調 べるた
め、G-strand のプローブとして Leu103 を Pro に 置 換 し
た 変 異 体 (60-162_L103P, 30-162_L103P)を 作 製 した。Pro
はその 構 造 上 、2 次 構 造 を 形 成 しにくいアミノ 酸 で、
α-helix やβ-sheet の 形 成 領 域 に 挿 入 されるとその 部 分
の 構 造 を 壊 す。そのため Pro 置 換 部 位 が 何 らかの 2 次 構
造 を 持 っているならば、 野 生 型 と Pro 置 換 変 異 体 との 間
で 2 次 構 造 を 反 映 する CD スペクトルに 強 度 や 形 状 の 変 化
が 観 測 される 事 が 期 待 される。 各 長 さの 変 異 体 について
野 生 型 と L103P 間 の 差 スペクトルを Figure 6 に 示 した。
塩 非 存 在 下 の 差 スペクトル(Figure 6(A))はポリペプチ
ドの 長 さによらずα-helix 型 を 示 し、ポリペプチド 鎖 の
鎖 長 によらず G-strand 領 域 に 形 成 される helix の 安 定 性
は 一 定 である 事 を 示 唆 した。 一 方 、 塩 存 在 下 における 差
スペクトル(Figure 6(B))の 形 状 はポリペプチド 鎖 が

CHIBL から C66A/C160A へと 長 くなるにつれてα-helix 型
からβ -sheet 型 へと 変 化 した。CHIBL ではα-helix を 形 成
していた F,G-strand 領 域 は、ポリペプチド 鎖 が 長 くな
るにつれてα-helix からβ-sheet へと 徐 々に 構 造 変 化 し、
全 長 である C66A/C160A ではほぼβ-sheet を 形 成 している
と 考 えられる。
Figure 6 各 変 異 体 の L103P 変 異 体 と 野 生 型 との 差 スペク
トル 塩 非 存 在 下 (A)と 塩 存 在 下 (B)
CHIBL(□),60-162( 太 線 ),30-162( 中 線 ),C66A/C160A(○)
「α-helixからβ-sheetへの 構 造 変 化 が 鎖 長 の 増 加 に 伴
い 徐 々に 起 こる」という 結 果 は、「 特 定 の 残 基 との 相 互
作 用 によってF,G-strandが 形 成 されるのではない」 事 を
示 唆 し、この 場 合 F,G-strandが 形 成 される 要 因 として 以
下 の 2 つの 可 能 性 が 示 唆 される。1 一 つ 目 に、CHIBL 内 の
残 基 と 特 異 的 に 相 互 作 用 する 疎 水 性 領 域 がN 末 端 領 域
(1-29, 30-59, 60-87)に 複 数 存 在 する 可 能 性 がある。こ
の 場 合 、 相 互 作 用 する 疎 水 性 領 域 は 各 域 (1-29, 30-59,
60-87)に 最 低 1 か 所 ずつ、 少 なくとも 計 3 か 所 は 存 在 し、
F,G-strandの 疎 水 性 領 域 と 直 接 相 互 作 用 しているだろう。
2 二 つ 目 に、CHIBL 領 域 以 外 のポリペプチドは 単 に
F,G-strandの 疎 水 表 面 を 溶 媒 から 隔 てるために 存 在 する
可 能 性 がある。1-29 及 び 30-59 領 域 には 側 鎖 の 大 きな 疎
水 性 残 基 が 複 数 存 在 し、60-87 領 域 にも 少 数 ではあるが
疎 水 性 残 基 が 存 在 する(Figure 1)。これらの 疎 水 性 残 基
がF,G-strand 領 域 の 疎 水 性 残 基 と 接 触 するのではないだ
ろうか。この 接 触 (つまり 疎 水 性 相 互 作 用 )が 非 極 性 残 基
のaccessible surface area (ASA np )を 小 さくするために
F,G-strand 領 域 はα→β 転 移 を 引 き 起 こすのではないだろ
うか。 天 然 構 造 中 において 以 下 に 示 す 疎 水 性 残 基 は
F,G-strand 間 で 密 集 し、タイトなpackingが 存 在 する。
Packingを 構 成 するアミノ 酸 はVal92, Ala94(F-strand)
と Leu105, Met107(G-strand) 、 及 び Phe93,
Leu95(F-strand)とTyr102, Phe104(G-strand)である。 一
方 、CHIBL∆F におけるG-strand 領 域 の 非 天 然 helix は
H-strand 領 域 のhelixとタイトなpackingは 見 られず、 疎
水 性 残 基 が 露 出 している 事 が 2 章 で 示 唆 された(Figure
4)。 従 ってF,G-strand 領 域 はhelixよりもβ-sheetの 方 が
疎 水 性 残 基 が 密 集 する。1-87 領 域 の 疎 水 性 アミノ 酸 1 残
基 当 たりがF,G-strand 領 域 の 露 出 疎 水 面 をカバーする 効
率 はβ-sheetの 方 が 高 い。またポリペプチド 鎖 が 長 くなる
につれて 疎 水 性 残 基 は 増 加 するため、 疎 水 性 残 基 が
F,G-strandと 接 触 する 確 率 が 増 える。 従 ってポリペプチ
ド 鎖 の 長 さに 比 例 してF,G-strandが 徐 々に 形 成 されたも
のと 考 えられる。
現 在 、これら 2 つの 可 能 性 のいずれかを 特 定 する 事 は
できないが、1-87 領 域 に 特 定 の 2 次 構 造 が 存 在 しない 事
を 考 慮 すると1は 起 こりそうにない。 特 定 の 2 次 構 造 が
存 在 しない 1-87 領 域 はランダムコイル 状 態 に 近 い 事 を
示 唆 し、ランダムコイル 状 態 は 多 様 なコンフォメーショ
ンのアンサンブルである。A 状 態 は 分 子 形 態 がコンパク
トであるが、 特 定 の 2 次 構 造 を 持 たない 1-87 領 域 が
F,G-strand 領 域 と 特 異 的 に 相 互 作 用 するという 現 象 は 考
えにくい。
4. 結 論
NMR を 用 いた 詳 細 な 構 造 解 析 の 結 果 、CHIBL∆F は 98-107
及 び 114-135 に 約 50%の helix を 形 成 し、 両 helix は 互
いに packing した 構 造 ではない 事 が 示 された。 還 元 型
CHIBL∆F とペプチド 断 片 97-110 及 び 111-138 との 間 に 加
成 性 が 成 り 立 つ 事 から、 還 元 型 CHIBL∆F における helix
はアミノ 酸 配 列 の helix 傾 向 によってのみ 安 定 化 されて
いる 事 が 示 唆 された。 一 方 、 酸 化 型 CHIBL∆F では
Cys106-Cys119 が helix を 大 きく 安 定 化 した。ジスルフ
ィド 結 合 によるエントロピー 効 果 がα-helix を 安 定 化 す
るという 現 象 は 本 研 究 で 初 めて 示 された。
ポリペプチド 鎖 という 鎖 状 の 高 分 子 中 で、 残 基 同 士 が
接 触 する 確 率 はアミノ 酸 配 列 上 で 離 れるに 従 い 減 少 して
いく、つまり 配 列 上 近 距 離 残 基 ほど 接 触 し、 相 互 作 用 が
起 こる 確 率 が 上 がる。 特 定 の 2 次 構 造 を 持 たない 非 特 異
的 な 遠 距 離 疎 水 性 残 基 が 局 所 2 次 構 造 転 移 を 促 すという
本 研 究 の 示 唆 は、α→β 転 移 のメカニズムを 理 解 する 上 で
考 慮 されるべきポリペプチド 鎖 の 新 たな 効 果 である。
本 研 究 ではポリペプチド 鎖 の 物 理 化 学 的 性 質 である 2
次 構 造 の 安 定 化 に 寄 与 する 新 たな 因 子 を 発 見 した。 様 々
な 因 子 が 複 雑 に 寄 与 することで 天 然 構 造 は 安 定 化 されて
いるため、 個 々の 因 子 を 理 解 することは 物 理 化 学 的 に 重
要 である。ポリペプチド 鎖 の 物 理 化 学 的 な 理 解 は、タン
パク 質 工 学 の 基 礎 知 識 となる。
参 考 文 献
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