Systematic mutational analysis of a relationship between a protein's immunogenicity and aggregation tendency using Solubility Conttroling Peptide (SCP) tags

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02385
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Kuroda Yutaka 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10312240)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 生物物理 / 免疫応答解析 / バイオテクノロジー / 免疫原性 / ウイルスタンパク質 / コロナ / 溶解性制御タグ / 免疫増強

Outline of Final Research Achievements

We developed a technology to control protein aggregation by adding a short solubility-controlling peptide tag (SCP tag) to the termini of two model proteins, BPTI and ED3, using recombinant DNA technology. We found that an SCP tag consisting of 5 Ile not only oligomerized the proteins into soluble aggregates but also increased immunogenicity by more than 200-fold compared to that of the wild type.

Free Research Field

生物物理学/タンパク質工学/生物工学/生物情報学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

凝集はタンパク質やペプチドの免疫原性に大きく影響を及ぼす因子であると従来から考えられてきた。しかし、タンパク質が形成する可溶性会合体の大きさや物性を適切に制御することが出来なかったため、凝集と免疫原性の関係を生化学的・物理化学的実験で検証することはなかった。本研究の学術的意義は、わずか5個のIleから成るSCPタグを付加することでモデルタンパク質の溶解性・凝集性を制御し、SCPタグによって会合させたタンパク質の免疫原性が飛躍的に向上するということである。社会的意義は、SCPタグがタンパク質を抗原とするサブユニットワクチンの可能性を大きく促進させた点である。