Development of cell-permeable peptides with mitochondrial targeting ability for plant cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05718
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37010:Bio-related chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Terada Kayo 京都大学, 工学研究科, 特定助教 (00547911)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ミトコンドリア移行ペプチド / α-アミノイソブタン酸 / 両親媒性 / α-ヘリックス

Outline of Final Research Achievements

Based on the consensus sequence of the mitochondrial targeting signal, peptides were designed incorporating hydrophobic amino acids such as leucine, alanine, or α-aminoisobutyric acid (Aib), as well as basic amino acids like arginine. The peptide containing Aib was selectively accumulated in mitochondria, demonstrating the effectiveness of Aib incorporation into peptides for mitochondrial targeting. Furthermore, by performing chemoenzyme polymerization of serine, histidine, and arginine, fundamental insights were obtained for the synthesis of the aforementioned peptides.

Free Research Field

機能性高分子

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持続可能なものづくりに向けて、植物を反応場とした物質生産システムに強い関心が寄せられている。植物内での物質生産の効率化には、細胞のエネルギー生産を担うミトコンドリアへ有用な遺伝子を導入する必要があり、本研究で得られたミトコンドリア移行ペプチドの設計指針と合成手法は、低炭素社会の実現や二酸化炭素の資源化など環境分野への貢献が期待されるものである。また、酵素を利用したポリペプチド合成は水中で反応が進行し、モノマーの保護・脱保護反応も必要ないことから、環境低負荷な合成法と言える。大量合成への展開も可能で、持続可能なものづくりを支える重要な基盤技術としての展開が期待される。