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J-GLOBAL ID：201202286893651916   整理番号：12A1768421

量子力学的モデルからのナノスケール膜弯曲発生と合成トランスポータ配列の分子基礎

Molecular Basis for Nanoscopic Membrane Curvature Generation from Quantum Mechanical Models and Synthetic Transporter Sequences

著者 (7件)： SCHMIDT Nathan W. (Univ. California, California, USA) ,  LIS Michael (Univ. Massachusetts Amherst, Massachusetts, USA) ,  ZHAO Kun (Univ. California, California, USA) ,  LAI Ghee Hwee (Univ. California, California, USA) ,  ALEXANDROVA Anastassia N. (Univ. California, California, USA) ,  TEW Gregory N. (Univ. Massachusetts Amherst, Massachusetts, USA) ,  WONG Gerard C. L. (Univ. California, California, USA)
資料名： Journal of the American Chemical Society  (Journal of the American Chemical Society)
巻： 134  号： 46  ページ： 19207-19216  発行年： 2012年11月21日 
JST資料番号： C0254A  ISSN： 0002-7863  CODEN： JACSAT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,ペプチド誘導性膜弯曲の物理的原因を,トランスポータにおける陽イオンアミノ酸であるArgとLysを比較して,膜リン脂質のリン酸基との水素結合相互作用の違いを調べた。即ちその最小モデルを用いる量子力学的(QM)計算をして,その結果をポリペプチドの幾何学的制約の無い合成オキサノルボルネン基盤のトランスポータ配列を通じて調べた。QM計算により,Lysは2分子のリン酸を配位できるが,短い距離のLys2分子間へのリン酸配位は不可能である。それに対してArg分子ではグアニジニュウム基が直面して積み重なって5Å以下の距離でも2分子のリン酸を配位することが可能である。このような計算予想を裏付けるように,ポリLysは負のガウス曲率を含むのに必要な正の曲率を生じることはないが,ポリArgはそのような弯曲をもたらす。また計算予測通り,ポリグアニジン-オキサノルボルネン(PGONs)のホモ重合体における弯曲発生が,リン酸基が最密充填になるときに感受性になることを示した。さらに疎水性アルキル基をPGONsに付加すると,誘導される鞍型斜角状(サドル-スプレイ)膜弯曲が増大することを示した。本研究で示したサドル-スプレイ弯曲発生と脂質成分要求性の緩和は細胞膜活性プロファイルと一致するものであり,本研究がポア形成ペプチドの決定論的分子デザインの第一歩であることを示す。

シソーラス用語： 膜タンパク質 ,  シクロアルケン ,  架橋化合物 ,  重合体 ,  ポリアミノ酸 ,  *曲面 ,  細孔 ,  規模 ,  高分子膜 ,  細胞膜
準シソーラス用語： *トランスポータ ,  Gauss曲率 ,  ノルボルネン類 ,  *ポリグアニジン-オキサノルボルネン ,  ポリアルギニン ,  *サドル-スプレイ ,  ナノポア ,  ナノスケール

分類 (3件)： 生体系モデル一般  (EL02010K) ,  細胞膜の輸送  (EF04020R) ,  生体膜一般  (EF04010G)

タイトルに関連する用語 (6件)： 量子力学 ,  モデル ,  ナノスケール ,  トランスポータ ,  分子 ,  基礎