| Project/Area Number |
16K05860
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Bio-related chemistry
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
IMURA TOMOHIRO 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (10371022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保坂 俊彰 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (40462725)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ナノディスク / 膜タンパク質 / 界面活性型ペプチド / リン脂質 / 脂質二分子膜 / 両親媒性ペプチド / 界面活性剤 / 可溶化 / 生体材料 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Nanodiscs are self-assembled discoidal nanoparticles composed of scaffold lipoproteins that wrap themselves around the circumference of a lipid bilayer. It is generally accepted that nanodiscs are the simplest models of high density lipoprotein (HDL) particles that play a crucial role in reverse cholesterol transport (RCT). Nanodiscs have thus attracted considerable attention not only as a new class of potential therapeutic agents to enhance the RCT pathway but also as a useful platform capable of packaging membrane proteins.
In this study, we succeeded in controlling the size of nanodiscs using newly designed and synthesized surface-active peptides. It was also demonstrated that the peptides allow to produce the nanodisc reconstituted membrane proteins such as Acetabularia Rhodopsin II (AR II) and proteorhodopsin (PR) obtained by cell-free protein expression system in a single step.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
微細な膜環境を有するナノディスクは、膜タンパク質の機能解析のための新しいプラットフォームとして注目されているが、その粒子径は、主にアポリポタンパク質の長さに依存するため、これまで制御することは困難であった。これに対して、本研究では独自に設計した界面活性ペプチドを用いることで、粒子径を制御することに成功した。また、無細胞合成によって発現させた多量体の膜タンパク質を、その活性を維持したまま、ナノディスク中に一段階で再構成できることを実証した。有害な界面活性剤を使用しない、本研究の“ナノディスクテクノロジー”は、生体機能の解明やバイオ医薬品の開発など、学術的のみならず産業的にもその意義は大きい。
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