2019 Fiscal Year Research-status Report
タンパク質工学的応用を目指したエンカプスリンナノ粒子の構造生物学的研究
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19K05835
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
平 大輔 崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (00569890)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エンカプスリン / ナノ粒子 / 多量体形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エンカプスリンは細菌および古細菌でみられる細胞内構造体であり、タンパク質分子が自己集合して形成されるタンパク質ナノ粒子である。また、粒子内部に特異的に別のタンパク質（荷物タンパク質）を内包する性質を有している。そこで本申請課題では、生化学的・構造生物学的研究によってエンカプスリンナノ粒子のタンパク質工学応用への基盤を構築することを目的とした。
当該年度においては、①エンカプスリンナノ粒子の立体構造解明、および②エンカプスリンの荷物タンパク質内包性の制御法確立、に関する検討を進めた。まず①に関しては、予備的検討で調製していたエンカプスリンナノ粒子について、大阪大学超高圧電子顕微鏡センターにおいて先端バイオイメージング支援プラットフォーム(ABiS)による支援を受け、クライオ電子顕微鏡Titan Kriosを用いた粒子像撮影を実施した。さらに単粒子解析法によって、エンカプスリンナノ粒子の電子密度マップを求めることができた。現在、分子構造の構築を進めている。また、②については、エンカプスリンに任意の荷物タンパク質を内包させる大腸菌発現系を構築し、その発現系を用いて複数の荷物タンパク質の発現を試みた。これにより、緑色蛍光タンパク質（GFP）、ミオグロビン、チオレドキシン等を荷物タンパク質として取り込ませることに成功した。また、GFPを荷物タンパク質のモデルとして用い、本大腸菌発現系を改変することで、GFPの内包量を変化させることが可能であることが分かった。即ち、エンカプスリンナノ粒子への荷物タンパク質の内包量を調節することが可能であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の当初計画通り、①エンカプスリンナノ粒子の立体構造解明と②エンカプスリンの荷物タンパク質内包性の制御法確立について、順調に実験が進んだ。さらに②について、次年度につながる興味深い結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述した当該年度に得られた②エンカプスリンの荷物タンパク質内包性の制御法確立に関する成果をもとに、③エンカプスリンのタンパク質発現用カプセルとしての応用について、複数の難発現性遺伝子を荷物タンパク質とした検証実験を進める。
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