study of low-immunogenic monomeric streptavidin

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25640088
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 土居 洋文 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (80403335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 暁 東京大学, アイソトープ総合センター, 助教 (40562715)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ストレプトアビジン / 低免疫原性 / モノマー化

Research Abstract

既に得られている低免疫原性ストレプトアビジンLISA314の結晶立体構造から、loop4,5およびloop7,8が、テトラマー形成に重要である。すなわち、他のサブユニットと水素結合を介した相互作用によりテトラマーを形成している。そこで、モノマー化のために、これらのloopを短くすることを計算機（アクセルリス社DsicoveryStudio）で検討した。Sparkらが提唱しているrhizavidinの立体構造をベースにしたこれらのloopの短縮を参考にした。また、ダイマー形成に重要な役割を果たしているベータシート界面のアミノ酸側鎖を変更することを検討した。Sparkらの方法では、A、G、S、Tなどのアミノ酸をE、D、R、Qなどの側鎖の大きい電荷を持ったアミノ酸に変更するが、これらのアミノ酸への変更は免疫原性を高める可能性がある。そこで、水素結合しているTをSに置換し水素結合を切ることを検討した。
テトラマーではW120が隣のサブユニットに結合したビオチンを外から蓋をする形になり、SA-ビオチンのKd値を良くしている。が、モノマー化により、隣のサブユニットからの蓋は期待できないので、モノマー内でのビオチン結合強化を計れるアミノ酸残基を特定した。
これら改変位置の変更を施したSAを現在、大腸菌で発現確認中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

改変ストレプトアビジンの大腸菌での発現精製の条件検討に時間をとられているため。

Strategy for Future Research Activity

引き続き改変ストレプトアビジンの大腸菌発現・精製の条件を検討する。また、可溶性を上げるために、モノマー化して表面に現れるベータシート面をさらに電荷を持ったアミノ酸に変更するとともに、免疫原性の観点から検討を加え計算機で再設計する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

実験が大腸菌発現精製の条件検討の段階のため、消耗品費用の発生が少額になった。
実験消耗品の費用は前年度計画の通りとし、分子総力学計算を試みる。そのための計算機使用代に使用する。