2021 Fiscal Year Annual Research Report
Structural basis and physico-chemical evaluation for rational design and theoretical calculation of molecular engine
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
|---|
| Project/Area Number |
18H05425
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
村田 武士 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (80415322)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長門石 曉 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (30550248)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
|
| Keywords | 発動分子 / 構造基盤 / 物理化学評価 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
（１）発動分子の物理化学解析（長門石が担当）：本年度は、昨年度に引き続きA01班が創出した生体発動分子の各種変異体に関して、DSC測定による熱安定解析にて成果が得られた。変異導入した各種アミノ酸によってDSCのピーク形状が異なることが明らかとなった。多段階の変性が起こることが観察された一方で、導入したアミノ酸の官能基構造の違いがタンパク質内部のコア構造および安定性に影響を及ぼしていることがDSCプロファイルの差異より明らかとなった（論文準備中）。
（２）理論的耐熱化変異体作製技術の開発（村田が担当）：本年度は、回転型発動分子の構造固定に寄与しているN末バレルドメインに焦点を当て、理論計算結果を参考に変異体を作製した。得られた変異体は耐熱性が向上するばかりでなく、ATPase活性も向上した。
（３）生体発動分子の耐熱化と構造解析（村田が担当）：上記で作製した回転型発動分子の耐熱化変異体の立体構造をX線結晶構造解析により決定した（論文準備中）。これらの構造情報からさらに超機能化した回転型発動分子の創成を目指す。
（４）人工およびハイブリッド発動分子の構造解析（村田が担当）：A01班が創造した固定化により蛍光を発する機能分子がATP駆動性薬剤排出ポンプを活性化することを見出した。現在クライオ電子顕微鏡を用いて複合体構造解析を行っている。
（５）発動分子の合理設計指針の提案（長門石、村田が担当）：本研究によって得られたタンパク質と有機分子が結合・融合した生体発動分子の物理化学情報・立体構造情報・理論解析情報から本発動分子の合理設計指針を提案した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通り、（１）生体発動分子の各種変異体に関するDSC解析、（２）回転型発動分子の耐熱化変異体の創出、（３）得られた回転型発動分子の耐熱化変異体の立体構造決定、（４）有機分子と発動分子の相互作用解析、（５）有機分子融合型の生体発動分子に関する設計指針の提案を行った。このため予定通り順調に進展していると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に従って、各研究項目を継続する。特に公募班を含めて各班と連携を強化する。これにより各種発動分子に関する合理設計・理論計算するための物理化学評価と構造基盤の確立を行う。
|
