2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15J11955
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
根岸 走 東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛋白質結晶 / 超分子構造体 / ジスルフィド結合 / チューブ構造 / シート構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，蛋白質超分子構造体の新たな構築手法を確立するために，蛋白質結晶内のジスルフィド結合形成部位の設計及び結晶溶解を行い，結晶内の特異な蛋白質構造体を溶液中へ切り出すことを試みた．本年度では，(1)RubisCO結晶を利用したチューブ構造，及びシート構造を構築した．また，(2)ヘリカルチューブ構造形成のためのTbCatB蛋白質の変異体設計，（3）シート構造形成のためのCuA蛋白質の変異体設計をそれぞれ進めた．
(1)RubisCO蛋白質は，結晶化条件により2種類の結晶系を形成するため，その集積構造の違いを利用し，それぞれの結晶内に構築されるチューブ構造，シート構造を溶液中へ切り出すことができる．そこで，本研究では2種類のRubisCO結晶を利用し，RuibosCO結晶内の分子界面にシステインを導入することで，チューブ，シート構造の構築を試みた．チューブ構造，シート構造の構築のための変異体を設計し，それぞれの変異体結晶内において，システインを介してRubisCO蛋白質同士の架橋化を試みた．続いて，架橋後の結晶を溶解し，透過型電子顕微鏡によりチューブ構造，及びシート構造の構築を確認した．
(2)TbCatBは昆虫細胞内で結晶化する蛋白質であり，その結晶内には特異なヘリカルチューブ構造が形成されている．そこで，ヘリカルチューブ構造を切り出すための変異体を設計した．現在，設計した変異体の結晶化を進めている．
(3)表面電荷の異なる3種類の蛋白質シート構造を結晶から切り出すために，CutA結晶を利用し，結晶内部のジスルフィド結合形成部位を設計した．現在，シート構造形成のための3種類のCutA変異体の精製，結晶化条件の検討を行っている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，これまで培ってきた蛋白質工学技術や分析手法を駆使し，結晶内に存在する様々な超分子構造体を溶液中へ切り出す研究であり，チャレンジングな内容である．従来，結晶内超分子構造は溶液中で保持することが困難であると考えられていたが，前年度の研究成果により，多角体と呼ばれる蛋白質結晶から結晶内特異構造であるナノカップ構造体を溶液中へ切り出すことに成功した．この成果を基に，本年度では，新しい蛋白質結晶を利用した多種多様な超分子構造体の構築を進めている．具体的には，RubisCO結晶を利用したチューブ構造，及びシート構造，TbCatB結晶を利用したヘリカルチューブ構造，CutA結晶を利用したシート構造をそれぞれ構築することを目指し，変異体設計，X線結晶構造解析，透過型電子顕微鏡による構造体の観察を進めている．以上の成果より，研究がおおむね順調に進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度では，多角体結晶からナノカップ構造の切り出しに関する研究をまとめ，論文投稿する．また，RubisCO結晶，CutA結晶，TbCatB結晶を利用した超分子構造体の構築に関する研究において，論文執筆および投稿を目指し，実験を進めていく．
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Research Products
(4 results)
