ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล
นักวิจัย : ชาติชาย กฤตนัย
คำค้น : helical conformation , membrane pore formation , Peptide design , การก่อรูรั่วบนผนังเซล , การออกแบบเปปไทด์ โครงสร้างเกลียวอัลฟา
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2548
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=PDF4180018 , http://research.trf.or.th/node/563
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

โครงการนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อออกแบบโครงสร้างสายเปปไทด์ ที่สามารถการสอดแทรกและ ก่อให้เกิดรูรั่วบนผนังเซลล์ได้ เพื่อสังเคราะห์เปปไทด์ที่ก่อรูรั่วด้วยขบวนการสังเคราะห์ทางเคมีหรือ ด้วยวิธีการทางพันธุวิศวกรรม และ เพื่อศึกษาปัจจัยพื้นฐานเกี่ยวข้องกับการจัดตัวจากลำดับกรดอะมิ โนไปสู่โครงสร้างที่มีหน้าที่เฉพาะ โดย1) วิเคราะห์ลักษณะและทำแบบจำลองโครงสร้างของเปปไทด์ ที่ก่อรูรั่ว เพื่อศึกษาข้อมูลเบื้องต้นของโครงสร้างโปรตีนหลายชนิดที่ก่อรูรั่วบนผนังเซลล์ เพื่อวิเคราะห์ ลักษณะที่เอื้อต่อการทำหน้าที่ ทำการสร้างแบบจำลองโครงสร้างสามมิติที่คาดหวังและทดสอบทาง ด้านเสถียรภาพ 2) สังเคราะห์เปปไทด์และตรวจสอบโครงสร้างเทียบกับแบบจำลอง โดยทำการ สังเคราะห์เปปไทด์ขึ้นด้วยวิธีการทางเคมี แยกบริสุทธิ์ด้วยโครมาโตกราฟี และทดสอบค่ามวลโมเลกุล จากนั้นทำการวิเคราะห์โครงสร้างทุติยภูมิเปรียบเทียบกับแบบจำลอง 3) ทดสอบคุณสมบัติการก่อรูรั่ว บนผนังเซลล์สังเคราะห์ โดยตรวจสอบการสอดแทรกกับชั้นไขมันด้วยลิโปโซม และทดสอบการสร้างรู รั่วบนผนังเซลล์สังเคราะห์ด้วยเครื่องทดสอบศักย์ไฟฟ้าของเซลเมมเบรน ผลการวิจัยพบว่าแบบจำลองจำนวนหนึ่งได้ถูกสร้างขึ้น โดยอ้างอิงกับโครงสร้างแบบ เกลียวอัลฟา ในการออกแบบแบบจำลองเหล่านี้ กำหนดให้มีการใช้กรดอะมิโนที่พบมากในโครงสร้าง แบบอัลฟา และมีการจัดลำดับเพื่อให้มีการแยกส่วนของโครงสร้างบริเวณที่ชอบและไม่ชอบน้ำต่างกัน ผลการทดสอบค่าพลังงานของแบบจำลองพบว่า มีความเสถียรเพียงพอที่จะจัดโครงสร้างได้ตามที่ คาดหมายไว้ สายโพลีเปปไทด์จำนวน 4 แบบได้ถูกสังเคราะห์ขึ้นตามลำดับกรดอะมิโนของแบบ จำลอง สามารถแยกบริสุทธิ์ได้ด้วยโครมาโตกราฟี และได้รับการตรวจสอบความถูกต้องด้วยการ วิเคราะห์มวลโมเลกุล จากการทดลองวิเคราะห์โครงสร้างพบว่า สายโพลีเปปไทด์ทั้ง 4 ชนิดมีโครง สร้างแบบเกลียวอัลฟาตามที่ได้คาดหมายไว้เมื่ออยู่ในสารละลายที่มีขั้วต่ำ ในการทดสอบการสอด แทรกกับชั้นไขมันของลิโปโซมพบว่า สายเปปไทด์แบบPEP-4เพียงชนิดเดียวที่สามารถสอดแทรกกับ ชั้นไขมันได้ รวมทั้งยังเป็นสายเปปไทด์เพียงชนิดเดียวที่สามารถก่อรูรั่วบนผนังเซลล์สังเคราะห์ได้ รูรั่วที่สร้างขึ้นจากเปปไทด์ดังกล่าวเป็นชนิดที่เลือกผ่านเฉพาะไอออนบวก มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 188 พิโคซีเมนส์ สรุปสาระสำคัญของผลที่ได้จากการวิจัย ผลการทดลองในโครงการนี้ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการออกแบบและสังเคราะห์ สายโพลีเปปไทด์ให้มีคุณสมบัติและหน้าที่การทำงานตามที่ต้องการได้ โดยเปปไทด์ที่สร้างขึ้นมิได้มี ลำดับกรดอะมิโนเหมือนกับที่มีอยู่แล้วตามธรรมชาติ (de novo approach) เปปไทด์ที่พบว่าสามารถ ก่อรูรั่วบนผนังเซลได้ในการทดลองนี้มีความยาวเท่ากับ 16 ลำดับกรดอะมิโน มีการเรียงตัวของกรด อะมิโนที่ทำให้ผิวของโครงสร้างเกลียวอัลฟามีความเป็นขั้วประมาณ 30% และอยู่รวมตัวกันเพียงด้าน หนึ่ง และพื้นผิวที่เหลือทั้งหมดเป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ำ โดยรูรั่วที่เกิดขึ้นโดยเปปไทด์ดังกล่าวเป็นชนิด เลือกผ่านเฉพาะไอออนบวก มีค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 188 พิโคซีเมนส์ ข้อเสนอแนะสำหรับการวิจัยในอนาคต การศึกษาวิจัยในอนาคตควรเป็นการศึกษากลไกของการสอดแทรกและก่อรูรั่วว่ามีราย ละเอียดอย่างไร หรือรูรั่วที่เกิดขึ้นมีลักษณะโครงสร้างอย่างไร ข้อมูลเพิ่มเติมเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ ต่อการออกแบบและปรับปรุงการทำหน้าที่ให้ดีขึ้นได้ต่อไป Objectives: 1. To de novo design a synthetic peptide with pore-forming activity 2. To synthesize the designed peptides using chemical or genetic methods 3. To study the concept of structural folding from a linear sequence to functional molecule Methodology : 1. Structural analysis and computer modeling of pore-forming peptides 2. Peptide synthesis and structural characterization 3. Assay of pore-forming activity on artificial membrane Results : 1. A numbers of peptide sequences were designed with expected helical conformation. The amino acids selected were among those with high helical propensity. The amphipathic characteristics on the helix contain hydrophilic and hydrophobic residues of approximately 30 and 70% respectively. Energy minimization of these peptide models gave a comparable stability with a known helical peptide. 2. We have 4 peptides synthesized according to the sequences of selected models using solid- phase synthesis. The purified products were obtained from reverse- phase chromatography and conformed for their correct sequences by mass spectrometry. Structural characterization of these peptides in organic solvent using circular dichroism revealed the helical conformation. 3. Study for peptide interaction with liposome demonstrated that only PEP-4 peptide was able to release the entrapped glucose from the liposome. Further assay of this peptide showed an ion channel activity on the planar lipid bilayer system. The channel formed by PEP-4 peptide is suggested to be a cation selective with conductance of 188 pS. Discussion Conclusion : This work has demonstrated that a de novo of synthetic peptides for specific function could be accomplished using the basic concept of protein structure. Our synthetic pore-forming peptide (PEP-4) is 16 residues in length containing approximately 30% of hydrophilic surface on a single side of the helical conformation. The channel of this peptide on an artificial membrane suggested a cation selective property with conductance of 188 pS. Suggestions : The future study of this pore-forming peptide should be focused on the pore-forming mechanism and the structure of the pore. This information would assist in the design strategy for pore-forming peptide with improved activity.

บรรณานุกรม :
ชาติชาย กฤตนัย . (2548). การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ชาติชาย กฤตนัย . 2548. "การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ชาติชาย กฤตนัย . "การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2548. Print.
ชาติชาย กฤตนัย . การออกแบบเปปไทด์ที่มีสมบัติการสร้างรูรั่วบนผนังเซล. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2548.