2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ金クラスターの三次元精密集積による蛋白質ケージ触媒の開発
| Project/Area Number |
13F03343
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
上野 隆史 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 教授 (70332179)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MAITY Basudev 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-26 – 2016-03-31
|
| Keywords | 生物無機化学 / 超分子 / 蛋白質 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
近年、タンパク質複合体により形成されるケージ分子を使った様々な金属微粒子の合成が報告されている。金属微粒子を閉じ込めたタンパク質ケージは、生体適合性を有する触媒やイメージング材料 として有用であり、大きな注目を集めているものの、合成する微粒子の数やサイズを精密に制御する 手法が確立されておらず、高機能化については未だ大きな課題が残されている。そこで、本研究では、タンパク質ケージの分子設計による金ナノクラスターの精密合成とその触媒活性制御を目指す。具体的には、分子基盤として用いる鉄貯蔵タンパク質フェリチンの内部に、(1)金イオンと安定な結合をフェリチン内部表面に精密に並べ、金イオンの集積サイト を作成する。次に、(2)局所的に集積させた金イオンを急速還元によりナノクラスターへと変換し、一つの孤立空間内に複数の金ナノクラスターを局在させた。
さらに、フェリチン内部空間への配位プログラミングには変異体作成が重要な鍵を握る。これまでの研究から、フェリチン内部に取り込まれた金属錯体は内部の三回対称軸チャネルと集積サイトと呼ばれる、His, Asp, Glu, Cys等の配位性アミノ酸残基が多数存在する二ヶ所の結合領域に集積する事を明らかとしている。そこで、金イオン、並びに金微粒子を多数結合させる為には集積サイトへの金の安定的固定化の為に、システイン残基を多数導入した変異体作成のための準備を整えた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
さらにこの知見から新たな金属錯体の導入にも成功し、人工金属酵素では報告例のないカスケード反応を見出したから。
|
| Strategy for Future Research Activity |
結晶構造から得られた複合体の構造をベースにアミノ酸置換を施したフェリチンへの金属錯体導入を試み、その反応性を評価する。
|
