Controlling open-close states of de novo designed peptides with enzyme reaction
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
21H00390
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
川野 竜司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90401702)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | De novo設計 / ナノポア / 脂質二分子膜 / マイクロデバイス / de novo設計 / ペプチド |
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| Outline of Research at the Start |
天然にはない配列や機能を持つタンパク質を設計するde novo設計に関する技術が向上し、複雑な構造を持つ人工タンパク質が新たに生み出されている。膜タンパク質は脂質膜中で構造を取るため設計が難しく、これまでほとんど報告がなかった。
本研究では、アミノ酸配列を人工的に設計したペプチドを開発し、脂質膜中で会合しナノサイズのポアを形成させる。これにより細胞膜中で選択的に物質を透過させる人工的なゲートを作製する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然にはない配列や機能を持つタンパク質を設計するde novo設計に関する技術が向上し、複雑な構造を持つ人工タンパク質が新たに生み出されている。膜タンパク質は脂質膜中で構造を取るため設計が難しく、これまでほとんど報告がなかった。
前期の公募研究において、申請者らはde novo設計により作製したβシート構造を持つペプチドを脂質膜中で会合させることで電気生理活性を有すβバレル状膜ナノポア（SV28）の合成に成功した。さらに脂質膜中に再構成した短鎖のポア形成ペプチドが会合してポア形成することを、チャネル電流シグナルを詳細に解析することで明らかにしてきた（Nature Nano.2021）。また、領域内共同研究により脂質膜中での会合構造を一分子顕微鏡観察から調べている。
後期の研究では膜中でポア構造を形成するペプチドを無細胞合成により網羅的に発現する系の確立を試みる。網羅的探索により人工ナノポアに酵素反応部位を導入し、酵素反応によるポア開閉のダイナミクス発動を試みていたが、重複制限により研究開始から半年で辞退することとなった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
