2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Functional Protein Nanobuilding Block Complexes and their Applications
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19H02522
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
新井 亮一 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (50344023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 了史 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60566800)
宮田 健 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (20448591)
迫野 昌文 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (50391959)
舘野 浩章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (30450670)
浅野 竜太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80323103)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質ナノブロック / 人工タンパク質デザイン / タンパク質工学 / タンパク質複合体 / 立体構造解析 / 自己組織化 / タンパク質修飾 / 融合タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、人工タンパク質ナノブロックへの機能性の付与や応用展開を目指し、機能性タンパク質ナノブロック複合体を創製する基盤的プロセス技術を開発することである。そこで、各研究分担者と緊密に共同研究を進めながら、主に、①タンパク質ナノブロック複合体の立体構造解析、②新型タンパク質ナノブロックの設計開発、③機能性タンパク質ナノブロック複合体作製技術の開発、④レクチンナノブロックの創製・応用展開などに取り組んだ。
①では、クライオ電子顕微鏡を用いて、人工タンパク質ナノブロック複合体の構造解析に成功した。特にTIP60は非常に対称性の高い正二十面体型60量体構造(PDB: 7EQ9)を形成していることを解明した(Chem Commun 2021)。
②では、得られた構造を基にして、研究分担者の川上らを中心として金属イオン誘導型TIP60 (mTIP60)を設計開発し、クライオ電子顕微鏡や小角X線散乱法(SAXS)等によりアルカリ土類金属イオン依存的な複合体形成を明らかにした(JACS 2023)。
③では、ペプチド転移酵素Sortase Aを利用してタンパク質ナノブロックに蛍光タンパク質を付加し、さらにSpyTag/SpyCatcherシステムにより抗体とも連結することにも成功した。
④では、新たなタンパク質ナノブロックとして、糖鎖結合レクチンと融合したレクチンナノブロックを構築し、小角Ｘ線散乱や光散乱解析等によって多様な複合体形成を明らかにした。さらに、結合能を測定したところ、大きな複合体ほど多価結合効果により親和性(avidity)が向上することを明らかにした(Int J Mol Sci 2022)。
さらに、研究分担者の迫野らを中心として、ペプチド転移酵素のトランスグルタミナーゼやSortase Aを利用して、アミロイド線維複合体に酵素等の機能分子を簡便に導入する手法の開発にも成功した(J Biosci Bioeng 2023; Chem Lett 2023)。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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