2021 Fiscal Year Annual Research Report
環状タンパク質の四次構造制御による機能スイッチング
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20K15403
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
氷見山 幹基 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90828310)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 四次構造 / 分子修飾 / ペルオキシレドキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の人工タンパク質集合は、比較的単純な形状に限られ、集積に基づくタンパク質機能の制御は困難であった。一方、天然のタンパク質集合（四次構造）は、集合によってその特異な構造に基づく機能を発現する。四次構造の集合状態を人為的に制御可能となれば、タンパク質の集合状態と機能の同時制御が実現される。本研究提案では、環状タンパク質の四次構造制御技術の開発と、それに基づく機能のスイッチングをめざしている。
本年度はThermococcus kodakaraensis由来ペルオキシレドキシン（TkPrx）をターゲットに、分子修飾による構造制御に取り組んだ。TkPrxは二量体を６つ集合し、十二量体を形成する。TkPrxの二量体界面にアミノ酸変異を導入し、十二量体から二量体に解離した変異体を複数種デザインした。さらにこれらに対して分子修飾を行い、再集合を確かめた。興味深いことにTkPrxの変異体が一種類では再集合しなかったが、二種類の変異体を混合すると再集合が確認できた。今後、この現象について調査を進め、TkPrxベースのヘテロ集合体の構築をめざしていく。この内容で学会発表を３件行った。
また、Geobacillus stearothermophilus由来リンゴ酸デヒドロゲナーゼの結晶構造をもとに、基質認識ループの構造柔軟性を向上した変異体をデザインし、低温最適化を行った。さらに、プラスチック分解能が期待されるCaldanaerobacter subterraneus subsp. tengcongensis由来アセチルキシランエステラーゼの構造解析に成功した。これらの内容で論文が2報受理された。
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