핵자기 공명법을 이용한 Vasopressin의 Mg 착물 구조 연구

Abstract

Vasopressin는 2가 양이온 금속들과 특정한 결합을 하여 수용기에 작용함으로 신장에서의 물의 재흡수를 증가시키고 혈관의 수축을 증진시켜 혈압을 증가하게 한다. 이런 이유로 저혈압치료에 이용되기도 한다. 이렇게 Metallo-Vasopressin의 기능을 이해하기 위해서는 분자구조의 결정이 필수적이다. 본 연구에서는 Vasopressin과 Mg를 결합시켜 Mg-vasopressin의 구조 결정을 실시하였다. ¹H-NMR를 이용하여 최적의 온도 조건 및 최적의 pH 조건에서 Vasopressin과 Mg와의 합성을 micro 적정법을 이용하여 실시하였으며 이렇게 생성된 합성 물질을 ¹H-NMR, ^(13)C-NMR, gradient-Correlation Spectroscopy(gCOSY), Total Correlation Spectroscopy (TOCSY), gradient-Heteronuclear multiple quantum coherence(gHMQC), gradient- Heteronuclear multiplebond coherence(gHMBC) 실험을 통하여 Vasopressin 및 Mg-vasopressin의 NMR 시그널을 지정하여 합성 전의 NMR 실험과 합성 후의 실험 결과 변화된 구조 결정을 알아내었다. Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy(NOESY)에서 얻은 NOE 신호를 이용하여 얻은 수소들 간의 공간적 거리 정보를 이용하여 molecular dynamics(MD)와 energy minimization을 수행하여 Mg-vasopressin의 3차원 구조를 결정하였다. 연구결과 Mg과 바소프레신의 1:1 당량으로 합성하였을 때에는 바소프레신의 고리부분에 해당하는 Tyr[2], Phe[3], Gln[4], Asn[5]와 더불어 Cys[6], Gly[9]의 6개의 아미노산의 카보닐기로 이루어진 볼 안에 금속이 위치함을 확인할 수 있었다.; Arginine vasopressin, the antidiuretic hormone, is made up cyclic peptide containing nine amino acid residues. Divalent cations have long been known to be important for the contractile activities of neurohypophyseal hormones in many tissue types. Molecular structure determination is necessary in order to understand the function of metallo-vasopressin. The purpose of this study is to determine the structure of magnesium binding vasopressin. Intracellular magnesium concentrations have also been shown to be effective in modulating hormone actions, including those of the neurohypophysial hormones vasopressin. Mg-binding vasopressin complex were synthesized by microtitration, in forming the 1:1 Mg-vasopressin complex. To characterize the cation-bound form of vasopressin by NMR, ¹H-NMR, ^(13)C-NMR signal assignments were accomplished by 2D-NMR techniques, including COSY, TOCSY, NOESY. Comparison of chemical shift after complexation and NOESY measurements with different mixing times provided a detail structural feature of metal binding sites. Structural features of the complex were obtained by NMR-based molecular dynamic(MD) and energy minimization was carried out to determine the tertiary structure of Mg-vasopressin complex. The results of molecular dynamic computations exhibit that metal free vasopressin more puckering structure. NMR measurements exihibit that carbonyl carbons associated with Tyr[2], Phe[3], Gln[4], Asn[5], Cys[6], Gly[9] amino acids are involved in the metal binding sites.