2021 Fiscal Year Annual Research Report
翻訳後修飾部分に多様性を有するタンパク質ライブラリ精密構築への挑戦
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20K21483
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| Research Institution | Fukuyama University |
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Principal Investigator |
重永 章 福山大学, 薬学部, 教授 (10423394)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大高 章 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (20201973)
伊藤 孝司 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00184656)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質半合成 / ネイティブケミカルライゲーション / ペプチドチオエステル / タンパク質化学 / ペプチド化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では翻訳後修飾部分に多様性を有するタンパク質ライブラリ精密構築法の確立と、高活性GM2活性化タンパク質（GM2AP）の発見を目指した。GM2APとは、GM2AP欠損型リソソーム病に対する補充療法に用いられるタンパク質である。
近年、タンパク質医薬品が広く注目を集めている。より高活性なタンパク質医薬品を探索するためのアプローチとして、タンパク質ライブラリの利用が挙げられる。タンパク質ライブラリの構築では、いかに効率よくタンパク質に多様性を持たせるかがカギとなる。タンパク質のアミノ酸配列へ多様性を持たせることは、遺伝子工学的手法により容易に達成できる。これに対し、翻訳後修飾部分への多様性導入は、下記３つの理由から困難を極める。1) 翻訳後修飾は遺伝子に直接コードされていないため、遺伝子工学的手法により翻訳後修飾部分に多様性を持たせることは容易ではない；2) 発現系を用いた場合、翻訳後修飾部分の均一性が担保できない（特に糖鎖修飾）；3) 化学合成により翻訳後修飾部位を有するタンパク質の合成は可能だが煩雑なため、多数の誘導体を合成することは現実的ではない。このような現状であるにも関わらず、翻訳後修飾はタンパク質の活性発現や機能制御において重要な役割を果たすことは周知の事実である。このため報告者は、翻訳後修飾部分に多様性を有するタンパク質ライブラリを構築する方法論確立に挑戦することとした。
その結果、新型コロナウイルス感染症拡大に伴う入構規制などもあり、全ての工程を完遂するには至らなかったものの、GM2APのN末端側フラグメントの調製のための方法論確立と新たに判明した問題点の克服に成功した。さらにウェットな実験ができなかった間、反応機構について量子化学的検討を行い、一定の成果を得た。詳細は「研究成果報告書」に示す。
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