2021 Fiscal Year Annual Research Report
反応点と相互作用面の連結に基づく蛋白質酸化的フォールディング促進剤の開発
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21J14412
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
岡田 隼輔 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)
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2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 蛋白質 / フォールディング / ジスルフィド結合 / 天然構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質は薬剤及び機能性材料として広く用いられる重要な機能性分子である。その生物学的機能や薬効の発現は、天然構造への折り畳みにより実現される（蛋白質フォールディング）。しかし、蛋白質の大量生産する際、天然構造とは異なる不活性構造体（非天然構造）が度々形成され、しばしば活性蛋白質の収率低下を引き起こす。従って、天然構造へのフォールディングを促進する技術開発は、製薬分野を初めとする蛋白質関連産業、及び学術分野において重要な研究課題となっている。特に、ジスルフィド結合と呼ばれる強固な結合を有する蛋白質のフォールディングに関し、有効な促進技術は未確立な現状にある。申請者は、有機合成化学の知見を駆使し、材料の観点からフォールディング促進技術の確立に挑む。
本研究課題では、フォールディング促進に寄与する生体酵素であるProtein Disulfide Isomerase(PDI)に着目し、PDIの性質を模倣したフォールディング促進材料の開発を目指す。2021年度では、類縁体を含めた目的化合物の合成に成功し、複数のモデル蛋白質を用い、定量的フォールディング評価を行なった。興味深いことに、既存材料に比べ、開発分子は10倍以上高いフォールディング促進効果を有することが示された。この顕著な促進効果について、開発分子が有する特定官能基の化学的性質から議論することに成功し、学会発表で優秀発表賞を受賞するなど、高い評価を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2021年度は生体酵素模倣材料の合成を行い、類縁体を含め、目的化合物の合成が完了した。Bovine Pancreas Trypsin Inhibitor (BPTI), Ribonuclease A (RNase A)をモデル蛋白質に用い、合成化合物のフォールディング促進効果について、定量評価を行なった。合成化合物は既存材料に比べ、10倍以上高いフォールディング促進効果を有することが示され、本研究で提唱した酵素を模倣する材料設計指針の有効性が示された。さらに、合成化合物が有する特定官能基の化学的性質についても定量評価を行い、特定官能基の活性化がフォールディング促進に寄与することを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
生体酵素模倣分子の合成、及び合成化合物を用いたフォールディング評価は既に完了しており、有効な分子についてスクリーニングを終えている。次年度は、化合物濃度を振り、フォールディング促進効果の最適化を図る。Bovine Pancreas Trypsin Inhibitor, Ribonuclease Aをモデル蛋白質に用いる。さらに、効率的にフォールディングを促進した分子に関して、詳細な作用機序解析を動的NMR解析より行い、化合物と基質蛋白質間複合体形成のフォールディング促進における有効性を明らかにする。
また、合成分子のフォールディング促進結果、及びNMR解析の結果を踏まえ、得られた結果を取りまとめ、学会発表、及び論文投稿を行う予定である。
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Research Products
(4 results)
