2017 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of functional cushion protein for a highly sensitive bimolecular interaction detection system by rational molecular design
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15K06582
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
今中 洋行 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10379711)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオ分子 / 固定化 / 相互作用 / タンパク質 / ペプチド / リガンド / 超好熱菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クッション性足場タンパク質であるCutA1の合理的な分子デザインを通じ，固体基材上においてバイオ分子間相互作用を感度よく検出するための技術基盤の確立を進めた．本年度は親水性ポリスチレン表面，金表面に加え，金ナノ粒子を用いた分子間相互作用の比色検出系への適用について検討を加えた．独自に見出した金ナノ粒子親和性ペプチド，AuNP-tagをクッションタンパク質に連結し，さらに挿入したリガンドペプチドStrepTagII (STII)の固定化が可能であるか調査した．その結果，CutA1とAuNP-tagの利用により，分散安定性がより高い状態で，リガンドのワンステップ修飾が可能であることがわかった．これにアナライト分子Streptavidin (SA)を添加した結果，アナライト濃度に依存し，高感度なSA-STII間特異的な相互作用に起因する金ナノ粒子の凝集が確認された．さらに，反応系の塩濃度の増加に応じて，リガンド修飾金ナノ粒子のゼータ電位が変化し，拡散電気二重層の圧縮によって，粒子同士の静電反発が緩和され，相互作用検出の感度が向上することがわかった．CutA1を利用したリガンド分子固定化は，ペプチドSTII-AuNP-tagを修飾した金ナノ粒子を用いた相互作用検出系と比べ，高塩濃度でも粒子が安定に分散を維持でき，多様なサンプルの比色検出への応用に期待できたことから，CutA1を用いるメリットが十分に示された．また分子デザインの検討により，スペーサーあるいは束縛性の高い残基の挿入を通じ，VHH挿入CutA1の調製がより安定で簡便となる条件を見出した．
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