| Project Area | Kinetics-Driven Supramolecular Chemistry |
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| Project/Area Number |
21H05096
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
村岡 貴博 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70509132)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬渕 拓哉 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10795610)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥50,050,000 (Direct Cost: ¥38,500,000、Indirect Cost: ¥11,550,000)
Fiscal Year 2023: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
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| Keywords | タンパク質 / 遅延制御 / 超分子化学 / フォールディング / ミスフォールディング |
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| Outline of Research at the Start |
生体は、そのすべての空間階層で非対称構造をボトムアップ構築している。しかし生体同様の非対称形分子・分子集合体を、現在の超分子化学を基盤にボトムアップ構築することは困難である。本研究では、生体における非対称形構築の中心的かつ普遍的な速度論支配の制御方法「遅延制御」の化学的再構築を目的とする。細胞における蛋白質フォールディングに関わる遅延制御分子、遅延制御分子集合体の模倣分子システムを開発し、非対称形分子である蛋白質の効率的なフォールディングを実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体における非対称形構築の中心的かつ普遍的な速度論支配の制御方法「遅延制御」の化学的再構築を目的とする。細胞におけるタンパク質フォー ルディングに関わる遅延制御分子、遅延制御分子集合体の模倣分子システムを開発し、三次・ 四次構造タンパク質の効率的なフォールディングを実現する。これまでの人工系では、基質となるタンパク質分子に対して、過剰量のフォールディング促進分子が用いられてきた。またチオール化合物とジスルフィド化合物を混合する系が用いられ、複雑な反応系となっていた。それに対して、細胞内では、基質に対して触媒量のシャペロンが作用し、フォールディングが進められている。遅延制御機能を組み込んだ合成分子を用いて、より生体内に近い条件でのフォールディング促進技術の構築に、2022年度は取り組んだ。系統的な物質デザインに基づき、求核性と酸化還元活性の高いジスルフィド化合物を得た。従来の過剰量添加、ジスルフィド、チオール化合物の混合添加条件で、開発した化合物は非常に高いフォールディング促進効果を示すことが確認された。開発したジスルフィド化合物を基質タンパク質が持つジスルフィド結合に対し１当量添加し、またチオール化合物を加えない条件で評価したところ、効率の高いフォールディング促進効果が示された。チオール化合物を添加せず、人工ジスルフィド化合物のみの１当量で効果を実証した初めての例であり、より生体に近い条件での高効率タンパク質フォールディングを可能にする基盤成果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
基質タンパク質に対し、チオール化合物を添加せず、人工ジスルフィド化合物のみの１当量添加でフォールディングを促進する人工系の構築は当初計画には含まれない発展的な内容であり、その実証に至ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に構築した分子連動システムと、2022年度に構築した１当量促進システムを基盤とし、領域内連携を効果的に活用し、生体システムを模倣した効率の高いフォールディング促進材料の開発を目指す。
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