Creation of collagen-binding endothelial growth factor by molecular evolutionary engineering

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16F16059
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 伊藤 嘉浩 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 主任研究員 (40192497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PARK SHINHYE 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2018-03-31
• Keywords: 血管内皮細胞成長因子 / 進化分子工学 / コラーゲン / 結合性成長因子

Outline of Annual Research Achievements

生理活性タンパク質に結合性を付与して応用する試みの一つとして、コラーゲン結合性血管内皮細胞成長因子（VEGF)の調製を進化分子工学の手法で行った。これまでの方法は、生体中のコラーゲン結合性領域の配列を成長因子に融合導入することで行われてきた。しかし、この手法では、融合前の結合性配列のコンフォメーションが融合後に成長因子の配列で別のコンフォメーションに誘起されて結合性が喪失してしまう恐れがある。
そこで、本研究では、成長因子に直接ランダム配列ペプチドを融合したライブラリーを調製し、その中から進化分子工学によって、コラーゲンに結合する成長因子タンパク質を選別する方法をとった。すなわち、結合性をもとにテーラーメイドでコラーゲン結合性成長因子を合成することを目指した。これが実現されることで、生物工学と生体材料学を融合した新しい学問的発展が期待できる。
成長因子には、皮膚科医用や心筋梗塞の治療薬としても検討されているVEGFを選んだ。このカルボキシル末端にランダム配列のペプチドライブリーを付与して、進化分子工学の手法の一つであるリボソーム・ディスプレイで選別を行った。
第一には、天然のアミノ酸だけからなるペプチドライブラリーから選別を行った。選別された結合性成長因子を遺伝子工学で作成し、検討すると確かに単にコラーゲン結合性ペプチドを融合した場合に比べて高い結合活性を持つことが分かった。
第二には、貽貝が分泌する水中接着タンパク質の活性部位に含まれることで知られる３，４－ジヒドロキシフェニルアラニンを含むぺチドライブラリーからの選別も行い、選別されたタンパク質が高い接着活性も持つことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

順調に進化分子工学による選別が進んでおり、結合性評価でも想定の結果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

選別された結合性成長因子の生体内外での生理活性評価を行ってゆく。