Creation of hyper-thermostable peptide nanotubes based on the cryo-EM structures

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05210
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Tamura Atsuo 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (90273797)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ペプチド / ナノファイバー / 耐熱性 / ヘリックス

Outline of Final Research Achievements

Cryo-EM can determine the structure of amorphous nanofibers. We have applied this technique to our peptide designing strategy to obtain hyper-thermostability. Several alpha-helical peptides were found to be assembled into nanofibers, resulting in the transition temperature over 130℃. Interestingly, liquid crystal-like cooperative transition was observed for some nanofibers.

Free Research Field

タンパク質設計

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物中で機能を担っている生体物質であるタンパク質とペプチドは、自然環境や生物中で働くため、通常は10-40℃程度で安定な構造を取っている。高温環境では、一般的にはタンパク質構造が壊れ機能が失われてしまう。この欠点を補うため、タンパク質（ペプチド）分子を規則的に多数集合させてナノファイバーとして非常に高い熱安定性を獲得することに成功し、高温での機能化への道筋をつけることに至った。さらに、分子的には水素結合１つの有無によって、分子集合体の方向が一斉に変化する液晶様現象を生じることから、ペプチド分子集合体の新たな構造転移の発見につながった。