2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of chemically expanded biomolecular systems with dynamic ordering function
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
25102006
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
芳坂 貴弘 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30263619)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 非天然アミノ酸 / 光架橋 / タンパク質立体構造 / 抗体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光機能性分子や蛍光標識分子などの人工機能分子を側鎖に有する非天然アミノ酸をタンパク質へ導入することで、タンパク質の動的秩序の制御や検出が可能になる。これまでに、光架橋分子を有する非天然アミノ酸を特定部位へ導入することで、タンパク質複合体の分子間光架橋に加えて、タンパク質の立体構造に依存した分子内光架橋が起こることを明らかにしてきた。今年度は、まず細胞（大腸菌）内で光架橋アミノ酸を導入したマルトース結合タンパク質を発現させ、細胞内において基質濃度依存的に立体構造変化を起こしてそれを分子内光架橋の変化として検出できることを確認した。また、質量分析により分子内光架橋部位の特定を行い、立体構造から予想された範囲にある特定のアミノ酸残基が光架橋を起こすことを明らかにした。一方、新たにタンパク質間相互作用により立体構造を変化させる例としてカルモジュリンを用いて、分子内光架橋の適用範囲の拡大を進めた。カルモジュリンの種々の部位に光架橋アミノ酸を導入して、カルモジュリン結合ペプチドの有無による分子内光架橋の変化を調べたところ、特定の部位に導入した場合に、基質結合に伴うコンフォメーション変化により、異なる分子内光架橋体が得られることがわかった。これにより、立体構造変化を検出する手法として、分子内光架橋の有用性をさらに実証することができた。また、N末端を蛍光標識した抗体による抗原の蛍光検出において、分子動力学計算（領域内共同研究）によりそのメカニズムを考察し、蛍光基が抗体内のトリプトファン残基に接近することで蛍光消光を起こすが、抗原の結合により重鎖と軽鎖が強く会合して蛍光消光を抑制することを示した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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