Elucidation of nano-mechanical properties of a highly adhesive and highly extensible protein and creation of mechanochemical materials

• Project/Area Number: 20H00319
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 堀 克敏 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50302956)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 和士 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70639301)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥45,240,000 (Direct Cost: ¥34,800,000、Indirect Cost: ¥10,440,000); Fiscal Year 2022: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2021: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000); Fiscal Year 2020: ¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
• Keywords: ナノファイバータンパク質 / 強接着 / 高伸展性 / ナノ力学 / メカノケミカル材料 / ナノファーバータンパク質

Outline of Research at the Start

細菌の強接着性ナノファイバー蛋白質AtaAは、100 pNの張力を与えると応力の増大無しに500 nmも伸びる力学特性を示す。この伸展性を示すナノレオロジーに焦点を当て、ホモ三量体のAtaAを構成する多様なドメイン構造と、それを繋ぐ三重超らせん構造の動力学的挙動を明らかにする。蛋白質ドメインをAFM 探針で操作し、可逆・不可逆的アンフォールディング時の力学挙動を計測し、その際の構造変化を分子動力学計算で求める。蛋白質の多様な高次構造の動的力学挙動のパターンを整理、体系化する。粘弾性を検知するメカノセンサーや、様々な粘弾性を示すメカノバイオロジー操作基材に適用可能なメカノケミカル材料を創製する。