Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本課題では、我々が開発してきた膜蛋白質合成技術を利用し、人工的に調製したリポソーム内部に構築した代謝経路に外部からエネルギー分子を輸送することでその代謝経路を駆動・制御するシステムの構築を試みた。具体的にはATP/AMP交換輸送活性を持つ出芽酵母の輸送体タンパク質Ant1pを用い、リポソームに内封したルシフェラーゼへATPを供給するシステムの構築を行った。まず、Ant1pがATPとAMPとの交換輸送活性を有することを確認した。次に、無細胞系でルシフェラーゼを合成し、ルシフェリン酸化活性を有することを確認した。次に、Ant1pを膜上に配置したリポソームに凍結融解と超音波処理によりAMP、ルシフェリン、Mg2+およびルシフェラーゼを内封した。このリポソームの外部にATPを添加すると、ルシフェラーゼのルシフェリン酸化反応による発光が検出された。このとき、Ant1pを持たないリポソームや、Ant1pを配置したリポソームにおいてもAnt1pの阻害剤であるPLPとMersalylを添加した場合は、外部からATPを加えてもルシフェラーゼによる発光は検出されなかった。また、ATPの添加により発光が観察されたAnt1pプロテオポソームにPLPとMersalylを添加すると速やかに発光の消失が観察された。以上の結果より、リポソーム膜上に輸送体蛋白質を配置することにより、リポソーム内部の酵素蛋白質の活性を外部から制御することに成功した。本研究では、膜輸送体タンパク質Ant1pを無細胞系により機能を保持した状態で合成できることを確認した。また、このAnt1pを利用しリポソーム内の酵素活性制御系の構築に成功した。本研究成果は、将来的に人工細胞の作成につながる合成生物学の要素技術として期待される。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Bioscience and Bioengineering
Volume: in press Issue: 2 Pages: 130-133
10.1016/j.jbiosc.2014.02.001
110009840774
Methods in Molecular Biology
Volume: 1072 Pages: 259-272
10.1007/978-1-62703-631-3_19
バイオサイエンスとインダストリー
Volume: in press
40020102360
Bioscience, Biotechnology and Biochemistry
10031190461
