Establishment of post-translational modification system in the cell free protein system

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25850071
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 泉 厚志 富山県立大学, 工学部, 研究員 (80637562)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 膜タンパク質 / フェロキラターゼ / 無細胞タンパク質合成系 / 脂質膜

Outline of Annual Research Achievements

真核生物のタンパク質の翻訳後修飾は、生体膜との親和性獲得やそのタンパク質の機能発現に重要である。しかし、一般的な組換えタンパク質生産系においては、タンパク質の翻訳後修飾の制御が困難である。ほん研究の協力研究者である戸澤譲教授らは、タンパク質生産技術の一つであるコムギ無細胞翻訳系を利用することで、合成タンパク質の効率的なN-ミリストイル化のシステムの構築に成功している。しかし、現在のところ無細胞系を利用したS-パルミトイル化修飾については実現していない。そこで本研究では、制御可能なタンパク質翻訳後修飾を可能とするため、非天然アミノ酸をタンパク質に導入する系と銅(I)を触媒とした環状結合反応（クリックケミストリー）を利用することで、機能型の膜タンパク質の調整技術の構築を目指す。
平成２５年度には研究目的に間接的に関連する重要な自称を確認することができた。脂質二重膜を無細胞系に添加することにより合成された膜輸送タンパク質（トランスポータータンパク質）を活性型として、共同研究者により調整可能となった。これに加えて、膜貫通領域を有するイオンチャンネルタンパク質や、フェロキラターゼのような膜貫通領域をもたない膜接着型タンパク質についても、フォールディングの促進された機能型タンパク質の調整が、本研究により可能となった。
２６年度には、前年度で得られた研究結果を発展させるべく、膜接着型タンパク質であるフェロキラターゼの脂質二重膜によるフォールディング促進研究を行った。２７年度には、新天地での実験環境を整え、蛍光を利用したフェロキラターゼの検出法についてのデータを収集した。ここまでにまとめたデータは共同研究者により日本農芸化学会年会で発表を行っている。平成２８年度は２７年度に論文投稿で指摘された問題点を再検討し、現在論文の投稿を準備している。