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de novoデザインによる人工タンパク質の合成は、ポリペプチド素子を開発する際、天然タンパク質のタンパク質工学的手法による機能変換では創造できない機能性ポリペプチド開発の可能性を有する。本研究では、ポリペプチドのde novoデザインにより構築した3次元構造内にフラビン誘導体を導入することにより、疎水性ポケットを有する酸化還元機能性ポリペプチドの設計と合成を行った。
フラビン用アンカーを導入した4alpha-ヘリックスバンドル3次元構造を有する53アミノ酸残基よりなるポリペプチドをde novo設計および合成した。バンドル3次元構造内の中央部に導入したシステイン残基の側鎖に、特異的にフラビン誘導体である10-メチルイソアロキサジンを導入し、フラボ4alpha-ヘリックスバンドルポリペプチド1を合成することに成功した。1は高いalpha-ヘリックス性を有する立体構をもち、その内部フラビンに起因した還元ニコチンアミド誘導体の酸化触媒機能を示した。さらに本機能は、ドデシルスルホン酸ナトリウムなどの両親媒性化合物添加により、1の立体構造を少し緩めることにより飛躍的に向上することを見い出した。以上本研究では、高度な機能を有する人工タンパク質のde novo設計に成功し、さらに人工タンパク質の触媒機能調節を行うことにも成功した。
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