Elucidation of structural perturbation of proteins at air-water interface by protein foam assay

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16335
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Torisu Tetsuo 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10730492)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 気液界面 / タンパク質 / 構造解析 / 質量分析

Outline of Final Research Achievements

Structural instability of proteins at air-water interfaces is one of the challenges during developments of biopharmaceuticals. A novel analytical method combining foaming of protein solution and hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) was developed in this study to analyze structural change of proteins at air-water interface in detail (peptide (several amino acid residues) level), and applied to human serum albumin as a model protein. The result suggested that adsorption of human serum albumin to the air-liquid interface results in exposure of highly hydrophobic regions.

Free Research Field

タンパク質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオ医薬品は有効性が高く、広く用いられていますが、タンパク質の凝集などバイオ医薬品特有の問題も存在している。タンパク質の界面変性はタンパク質凝集を引き起こす要因の一つとしてしられているが、界面上のタンパク質を解析方法が限られていたことから、これまで詳細な界面変性に関する構造解析は行われていなかった。本研究では、新規分析法を確立し、タンパク質の界面変性をペプチドレベルの分解能で明らかにした。この結果および確立した方法は、より安全なバイオ医薬品の開発に繋がると考えられる。