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Reconstitution of artificial private chaperone systems and their application to the production of difficult-to-express proteins

Research Project

Project/Area Number 21K19084
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Yasui Norihisa  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (90467514)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 敦子  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (10321738)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords分子シャペロン / プライベートシャペロン / LDL受容体 / コラーゲン / ファージディスプレイ / 一本鎖モネリン / 人工タンパク質 / 難発現タンパク質 / 組換えタンパク質 / ファージディスプレイライブラリー / モネリン
Outline of Research at the Start

分子シャペロンには,特定の立体構造の基質タンパク質に特異的に結合して作用するプライベートシャペロンが知られている。本研究では,プライベートシャペロンの特徴に着目し,人工タンパク質を用いて,①自然に見出されるプライベートシャペロン機能の模倣と,②研究対象として重要だが良好な分泌発現や細胞膜移行を達成できない難発現タンパク質にカスタマイズした人工プライベートシャペロンシステムの構築を行う。

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to reconstitute private chaperone systems and apply the findings to the production of difficult-to-express proteins. We focused on the private chaperone-substrate protein pairs "RAP and LDL receptor" and "HSP47 and collagens". To generate molecules that mimic the function of the private chaperones, we sorted phage display libraries of synthetic binding proteins using single-chain monellin as a non-antibody molecular scaffold against the substrate proteins. As a result, we succeeded in generating synthetic proteins that specifically bind to the LA modules in the extracellular region of the LDL receptor that share binding sites with RAP.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の実施で得られたLDL受容体に結合する人工タンパク質群は,プライベートシャペロンRAPの機能を模倣する分子の候補となるものである。RAPはLDL受容体の細胞内輸送に異常があり家族性高コレステロール血症の原因となる変異体の膜移行を一部正常化することが知られている。本研究で得られた人工タンパク質は,RAPと同様のシャペロン機能を発揮するのかの否かの検証に直接用いることができるため重要である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Chemical range recognized by the ligand-binding domain in a representative amino acid-sensing taste receptor, T1r2a/T1r3, from medaka fish2024

    • Author(s)
      Ishida Hikaru、Yasui Norihisa、Yamashita Atsuko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 19 Issue: 3 Pages: e0300981-e0300981

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0300981

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pivotal role for S-nitrosylation of DNA methyltransferase 3B in epigenetic regulation of tumorigenesis2023

    • Author(s)
      Okuda, K. et al.,
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 621-621

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36232-6

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chloride ions evoke taste sensations by binding to the extracellular ligand-binding domain of sweet/umami taste receptors2023

    • Author(s)
      Atsumi N, Yasumatsu K, Takashina Y, Ito C, Yasui N, Margolskee RF, Yamashita A
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 12

    • DOI

      10.7554/elife.84291

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Direct binding of calmodulin to the cytosolic C-terminal regions of sweet/umami taste receptors2023

    • Author(s)
      Yoshida Atsuki、Ito Ayumi、Yasui Norihisa、Yamashita Atsuko
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 174 Issue: 5 Pages: 451-459

    • DOI

      10.1093/jb/mvad060

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigating the Effect of Substituting a Single Cysteine Residue on the Thermal Stability of an Engineered Sweet Protein, Single-Chain Monellin2023

    • Author(s)
      Ohnuma Kyosuke、Yamashita Atsuko、Yasui Norihisa
    • Journal Title

      The Protein Journal

      Volume: 42 Issue: 6 Pages: 698-708

    • DOI

      10.1007/s10930-023-10154-0

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] LDL受容体とそれを標的とする人工結合タンパク質の相互作用の構造基盤2023

    • Author(s)
      安井 典久,中村 祐介,山下 敦子
    • Organizer
      第23回 日本蛋白質科学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] システイン残基への変異導入がもたらす一本鎖モネリンの 安定性変化2023

    • Author(s)
      大沼 恭介, 山下 敦子, 安井 典久
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ由来味覚受容体T1r2a/T1r3細胞外領域のリガンド結合解析2022

    • Author(s)
      石田 光,安井 典久,山下 敦子
    • Organizer
      日本味と匂学会第56回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] LDL受容体リガンド結合領域を標的とする人工結合タンパク質の作製2022

    • Author(s)
      安井 典久, 中村 祐介, 山下 敦子
    • Organizer
      第95回 日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ由来味覚受容体T1r2a/T1r3リガンド結合領域に対する疎水性アミノ酸の作用解析および結合構造解析2022

    • Author(s)
      新田 純矢, 安井 典久, 堤 尚孝, 山下 敦子
    • Organizer
      第45回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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